DE19952891A1 - Nut has cylindrical central section with internal thread, faces to which spanner can be fitted consisting of strips bent to form conventional nut shape with recesses between them - Google Patents
Nut has cylindrical central section with internal thread, faces to which spanner can be fitted consisting of strips bent to form conventional nut shape with recesses between themInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Leichtbaumutter als Verbindungselement für eine lösbare Schraubverbindung, insbesondere für moderate Anzugs-(Dreh-)momente.The invention relates to a lightweight nut as a connecting element for a detachable Screw connection, especially for moderate tightening (torque) moments.
Eine Schraubverbindung zum lösbaren Klemmverbinden von Teilen wird durch Zug-, Druck- oder Scherkräfte beaufschlagt, die in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet der Schraubverbindung geringer oder größer sein können. Für Verbindungen, bei denen geringe oder moderate Anzugs-(Dreh-)momente auftreten, können gewichtsreduzierte Leichtbaumuttern zum Einsatz kommen. Aus der DE 43 07 645 A1 ist eine Drahtmutter bekannt, die gegenüber den üblichen, aus Vollmaterial gefertigten Muttern den Vorteil eines wesentlich geringeren Gewichts hat. Des weiteren sind verschiedene, aus Blech gefertigte Verbindungselemente (Leichtbaumuttern) mit einer Aussparung für eine Schraube oder einen Gewindebolzen bekannt, die beim Aufschrauben auf das Außengewinde einen Gewindegang ausbilden und bei Anlage an dem der jeweiligen Leichtbaumutter zugewandten Verbindungsteil zwischen diesem und der Schraube verspannt werden und eine der Verspannung entsprechende Klemmkraft ausüben können. Bei diesen Leichtbaumuttern ist das übertragbare Anzugs-(Dreh-)moment wegen des nur einen Gewindeganges und der Gestaltung derselben gering.A screw connection for releasable clamping connection of parts is Pressurized or shear forces, which depend on the area of application of the Screw connection can be smaller or larger. For connections where low or moderate tightening (torque) moments can result in reduced weight Lightweight nuts are used. A wire nut is known from DE 43 07 645 A1 Known, the advantage over the usual, made of solid material nuts of a much lower weight. Furthermore, are different, made of sheet metal manufactured connecting elements (lightweight nuts) with a recess for one Known screw or a threaded bolt, which when screwing onto the Form an external thread and if it is in contact with that of the respective one Lightweight nut facing connecting part between this and the screw be braced and exert a clamping force corresponding to the bracing can. The transferable tightening torque is with these lightweight nuts because of the only one thread and the design of the same low.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Leichtbaumutter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß diese ein im Verhältnis zu ihrem Gewicht erhöhtes Anzugs-(Dreh-)moment zuläßt.It is an object of the invention, a lightweight nut according to the preamble of Claim 1 to be designed so that it is increased in relation to its weight Allows tightening (torque).
Diese Aufgabe wird bei einer Leichtbaumutter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.This task is in a lightweight nut according to the preamble of claim 1 solved by its characteristic features.
Die Erfindung besteht darin, daß bei einer ein Innengewinde, wenigstens eine Anlagefläche für ein zu klemmendes Teil, die in einer Ebene quer zur Achse des Innengewindes ausgebildet ist, und Angriffsflächen für ein Werkzeug zum Aufbringen eines Anzugs-(Dreh-)momentes aufweisenden Leichtbaumutter das Innengewinde an einer Zylinderwandung ausgebildet ist, an der wenigstens auf der der Anlagefläche abgewandten Seite Elemente angeformt sind, an denen die Angriffsflächen ausgebildet sind.The invention consists in that an internal thread, at least one Contact surface for a part to be clamped, which is in a plane transverse to the axis of the Internal thread is formed, and contact surfaces for a tool for application of a lightweight nut with a tightening (torque) torque on the internal thread a cylinder wall is formed, at least on that of the contact surface facing side elements are formed on which the attack surfaces are formed are.
Eine derartig gestaltete Leichtbaumutter weist auf Grund von Aussparungen und Freiräumen zwischen der das Innengewinde aufweisenden Zylinderwandung und den Angriffsflächen für ein Werkzeug ein günstiges (erhöhtes) Verhältnis zwischen dem durch diese übertragbaren Anzugs-(Dreh-)moment und ihrem Gewicht auf. Gegenüber einer herkömmlichen kompakten Mutter ergibt sich eine Gewichtseinsparung von 50 bis 85%, während das übertragbare Anzugs-(dreh-)moment nur um etwa 20% reduziert ist. Gegenüber den bekannten Leichtbaumuttern, die bei ihrer Montage nur einen Gewindegang ausbilden, ist die Zahl der Gewindegänge grundsätzlich nicht begrenzt, wodurch allein schon eine höhere Beaufschlagungsgrenze gegeben ist. Die Leichtbaumutter ist insbesondere für kleinere und mittlere Gewindeabmessungen geeignet, wenn moderate Anzugs-(Dreh-)momente übertragen werden sollen und die an der hergestellten Schraubverbindung wirkenden Zug-, Druck- oder Scherkräfte ebenfalls moderat sind. Das Gewinde kann in die Zylinderwandung geschnitten oder gedrückt sein, beispielsweise durch eine Innenhochdruckumformung. Die Leichtbaumutter wird bevorzugt aus einem Rohrabschnitt, insbesondere aus Stahl oder Aluminium, gefertigt, wobei der technologische Fertigungsablauf von der Art der Erzeugung des Gewindes abhängt. Bei einem geschnittenen Gewinde wird der Rohrabschnitt zuerst durch Faltvorgänge (Abkantfolge in einem Stufenwerkzeug) oder durch Tiefziehen verformt, und das Gewinde wird anschließend und zuletzt in die verbleibende Zylinderwandung eingeschnitten, während das Eindrücken eines Gewindes, beispielsweise durch die genannte Innenhochdruckumformung, vor der Verformung der Rohrabschnittsenden zur Bildung wenigstens einer Anlagefläche und von Angriffsflächen vorgenommen wird.Such a lightweight nut has cutouts and Clearances between the cylinder wall with the internal thread and the Contact surfaces for a tool a favorable (increased) ratio between the due to this transferable tightening torque and its weight. Across from a conventional compact nut results in a weight saving of 50 to 85%, while the transferable tightening (torque) torque is reduced by only about 20% is. Compared to the known lightweight nuts, which only have one when they are installed Form a thread, there is no limit to the number of threads, which alone gives a higher exposure limit. The Lightweight nut is especially for small and medium thread dimensions Suitable if moderate tightening (torque) torques are to be transmitted and the tensile, compressive or shear forces acting on the screw connection produced are also moderate. The thread can be cut into the cylinder wall or be pressed, for example by internal high pressure forming. The Lightweight nut is preferred from a pipe section, in particular steel or Aluminum, manufactured, the technological manufacturing process of the type of Generation of the thread depends. With a cut thread, the Pipe section first by folding (folding sequence in a step tool) or deformed by deep drawing, and the thread is then and finally in the remaining cylinder wall cut while pressing in a thread, for example, by means of the internal high pressure forming mentioned before the deformation of the Pipe section ends to form at least one contact surface and contact surfaces is made.
Eine einfache Ausführung einer erfindungsgemäßen Leichtbaumutter weist an den beiden Stirnseiten der Zylinderwandung einen Mehrkantbund, insbesondere einen Sechskantbund zur Ausbildung einer Sechskant-Leichtbaumutter, auf, derart, daß beide Bunde eine quer zur Achse des Innengewindes/Zylinders ausgebildete Anlagefläche für ein zu klemmendes Teil bilden und an beiden Bunden parallel zur Achse angeordnete Schnittflächen als Angriffsflächen für einen Schraubenschlüssel, bevorzugt einen Steckschlüssel zur Verhinderung einer Beschädigung der Leichtbaumutter, angeordnet sind. Dabei können zwischen den Angriffsflächen Aussparungen zur Gewichtsreduzierung angeordnet sein.A simple embodiment of a lightweight nut according to the invention indicates a polygonal collar, in particular one, on both ends of the cylinder wall Hexagon collar to form a hexagonal lightweight nut, so that both Bundles a contact surface for transverse to the axis of the internal thread / cylinder form a part to be clamped and arranged on both coils parallel to the axis Cut surfaces as contact surfaces for a wrench, preferably one Socket wrench to prevent damage to the lightweight nut are. Recesses can be made between the attack surfaces Weight reduction can be arranged.
Die Leichtbaumutter kann auch so gestaltet sein, daß an einer Stirnseite der Zylinderwandung ein Bund mit einer Anlagefläche ausgebildet ist, und daß die Elemente, vorzugsweise sechs Elemente zur Ausbildung einer Sechskant-Leichtbaumutter, an der anderen Stirnseite angeformt und U-profilförmig ausgebildet und mit ihren Schenkeln quer zur Zylinderachse angeordnet sind, wobei sich der jeweils freie, radial zur Zylinderachse gerichtete Schenkel an der Zylinderwandung abstützen kann. Dabei bilden die Stege zwischen den Schenkeln parallel zur Achse angeordnete Angriffsflächen aus. Die Elemente sind aus technologischen Gründen durch radial ausgerichtete Aussparungen voneinander getrennt, was den Vorteil einer erheblichen Gewichtseinsparung mit sich bringt.The lightweight nut can also be designed so that on one end of the A collar is formed with a contact surface, and that the elements preferably six elements to form a hexagonal lightweight nut on the molded on the other end face and U-shaped and with their legs are arranged transversely to the cylinder axis, with the respective free, radial to Can support legs directed cylinder axis on the cylinder wall. In doing so the webs between the legs parallel to the axis of attack surfaces. For technological reasons, the elements are radially oriented Cutouts separated from each other, which is a significant advantage Brings weight savings.
Auch kann die Leichtbaumutter an beiden Stirnseiten der Zylinderwandung mit jeweils eine Anlagefläche und Angriffsflächen ausbildenden Elementen versehen sein, die jeweils eine U-profilförmige Gestalt haben und mit ihren Schenkeln quer zur Zylinderachse angeordnet sind. Zwischen den Schenkeln ist jeweils eine Angriffsfläche parallel zur Zylinderachse ausgebildet. Die an den Stirnseiten angeformten Elemente sind jeweils durch radialgerichtete Aussparungen voneinander getrennt und korrespondieren mit den Elementen der anderen Stirnseite. Mit ihrem freien, radial nach innen gerichteten Schenkel sind die Elemente an der Außenseite der Zylinderwandung abgestützt. Ihre einander zugewandten Außenflächen können dabei aneinanderliegen. Diese festigkeitserhöhenden Maßnahmen erlauben es, höhere Anzugs-(Dreh-)momente zu übertragen und auch einen Maulschlüssel zum Anziehen der Leichtbaumutter zu benutzen. Die Außenflächen der jeweils an der Zylinderwandung angeformten Schenkel der U-profilförmigen Elemente dienen zugleich als Anlagefläche für ein zu klemmendes Teil.The lightweight nut can also be used on both ends of the cylinder wall be provided a contact surface and elements forming engagement surfaces each have a U-profile shape and with their legs transverse to Cylinder axis are arranged. There is a contact surface between the legs formed parallel to the cylinder axis. The elements molded onto the end faces are separated from each other by radial cutouts and correspond to the elements on the other face. With their free, radial after internally directed legs are the elements on the outside of the cylinder wall supported. Their mutually facing outer surfaces can lie against each other. These strength-increasing measures allow higher tightening (torque) moments to transfer and also an open-end wrench to tighten the lightweight nut to use. The outer surfaces of the legs formed on the cylinder wall the U-profile-shaped elements also serve as a contact surface for one to be clamped Part.
Bei einer anderen Ausführungsform sind die an beiden Stirnseiten der Zylinderwandung angeformten und jeweils eine Anlagefläche ausbildenden Elemente, vorzugsweise sechs Elemente, L-profilförmig ausgebildet, wobei gegenüber der vorher beschriebenen Ausführungsform die nach innen gerichteten Schenkel in der Mitte der Zylinderwandung fehlen. Die jeweils freien und parallel zur Zylinderachse ausgerichteten Schenkel der an den beiden Stirnseiten der Zylinderwandung angeordneten Elemente korrespondieren miteinander, berühren sich und bilden gemeinsam Angriffsflächen aus. Die Stirnflächen der miteinander korrespondierenden Schenkel können verschweißt oder verlötet sein. Schließlich können im Bereich zwischen der Zylinderwandung und den Angriffsflächen festigkeitserhöhende Stützelemente in Form von Sicken oder Streben angeordnet sein.In another embodiment, they are on both ends of the cylinder wall molded elements, each forming a contact surface, preferably six Elements, L-profile shaped, being compared to the previously described Embodiment the inwardly directed leg in the middle of the cylinder wall absence. The free and parallel to the cylinder axis aligned legs of the the elements arranged on the two end faces of the cylinder wall correspond with each other, touch and form areas of attack together. The end faces the corresponding legs can be welded or soldered. Finally, in the area between the cylinder wall and the contact surfaces strength-increasing support elements can be arranged in the form of beads or struts.
Mit der Anordnung zusätzlicher festigkeitserhöhender Mittel erhöht sich allerdings der Aufwand der Leichtbaumutter, so daß der jeweilige Verwendungszweck die Ausführungsform bestimmen sollte.With the arrangement of additional strength-increasing agents, however, the Effort of the lightweight nut, so that the respective purpose of use Embodiment should determine.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained below using exemplary embodiments. In the associated drawings show:
Fig. 1 bis Fig. 5 verschiedene Ausführungsformen in perspektivischer Darstellung und Fig. 1 to Fig. 5 different embodiments in perspective and
Fig. 6a bis Fig. 6f Fertigungstufen bei der Herstellung einer Leichtbaumutter. Fig. 6a to Fig. 6f production stages in the manufacture of a lightweight nut.
In Fig. 1 ist eine Leichtbaumutter mit einem in eine Zylinderwandung 1 geschnittenen Innengewinde 2 für einen nicht dargestellten Gewindebolzen gezeigt. An beiden Stirnseiten des mit dem Innengewinde 2 versehenen Hohlzylinders ist ein Bund 3 mit einer Anlagefläche 4 zur Anlage an einem zu klemmenden Teil in einer im wesentlichen quer zur Achse des Hohlzylinders und damit des Innengewindes 2 gegebenen Ebene ausgebildet. Beide Bunde 3 sind als regelmäßige Sechskantbunde mit sechs parallel zur Zylinderachse angeordneten Angriffsflächen 5 gestaltet, wobei die Angriffsflächen 5 der beiden Bunde 3 jeweils miteinander korrespondieren, d. h., jeweils in einer Schnittebene parallel zur Zylinderachse ausgebildet sind. Zwischen den Angriffsflächen 5 sind Ausnehmungen 6 eingebracht.In Fig. 1 a, lightweight nut is shown with a cut into a cylinder 1 female 2 for a not shown threaded bolts. On both end faces of the hollow cylinder provided with the internal thread 2 , a collar 3 is formed with a contact surface 4 for contacting a part to be clamped in a plane which is essentially transverse to the axis of the hollow cylinder and thus of the internal thread 2 . Both bundles 3 are designed as regular hexagon bundles with six engagement surfaces 5 arranged parallel to the cylinder axis, the engagement surfaces 5 of the two bundles 3 each corresponding to one another, ie each being formed in a sectional plane parallel to the cylinder axis. Recesses 6 are made between the attack surfaces 5 .
Die Leichtbaumutter nach Fig. 2 weist an einer Stirnseite des mit einem gedrückten Innengewinde 7 versehenen Hohlzylinders 8 einen Bund 9 mit einer Anlagefläche 10 für ein zu klemmendes Teil und an der anderen Stirnseite sechs Elemente 11 mit angeformten Angriffsflächen 12 für ein Werkzeug auf. Die Elemente 11 sind L-förmig ausgebildet und durch radial ausgerichtete Aussparungen 13 voneinander getrennt. The lightweight nut of FIG. 2 has a collar 9 with a bearing surface 10 for a member to be clamped and on the other end face of six elements 11 with molded engagement surfaces 12 for a tool at one end face of the hollow cylinder 8 is provided with a depressed inner thread 7. The elements 11 are L-shaped and separated from one another by radially aligned recesses 13 .
In Fig. 3 ist eine Modifikation der Leichtbaumutter nach Fig. 2 gezeigt, bei der an einer Stirnseite des mit einem Innengewinde 7 versehenen Hohlzylinders 8 der Bund 9 und an der anderen Stirnseite sechs U-profilförmige Elemente 14 angeformt sind. Deren Schenkel sind quer zur Zylinderachse angeordnet und bilden mit dem zwischen diesen angeordneten Steg Angriffsflächen 15 für ein Werkzeug aus. Mit dem freien, nach innen zur Zylinderachse gerichteten Schenkel können sich die Elemente 14 an der Außenseite der Zylinderwandung abstützen. Dadurch sind höhere Anzugs-(Dreh-)momente mit dieser Leichtbaumutter übertragbar. Die Elemente 14 sind durch radial zur Zylinderachse gerichtete Ausnehmungen 13 voneinander getrennt.In Fig. 3 is a modification of the lightweight nut of FIG. 2, are formed in the collar six U-shaped profile at one end face of the hollow cylinder provided with an internal thread 7 8 9 and at the other front side members 14. Their legs are arranged transversely to the cylinder axis and, with the web arranged between them, form engagement surfaces 15 for a tool. The elements 14 can be supported on the outside of the cylinder wall with the free leg directed inwards to the cylinder axis. As a result, higher tightening (torque) moments can be transferred with this lightweight nut. The elements 14 are separated from one another by recesses 13 directed radially to the cylinder axis.
Fig. 4 zeigt eine Ausführung, bei der an beiden Stirnseiten des Hohlzylinders an der Zylinderwandung sechs U-profilförmige und durch Ausnehmungen 13 voneinander getrennte Elemente 14 angeformt sind, wobei die an den beiden Stirnseiten angeordneten Elemente 14 miteinander korrespondieren. Bei dieser Ausführung bilden die miteinander korrespondierenden Elemente 14 mit den zwischen den Schenkeln angeordneten Stegen Angriffsflächen 16 aus. Die jeweils nach innen zur Zylinderachse gerichteten Schenkel 17 berühren sich und können sich an der Außenseite der Zylinderwandung abstützen, wodurch die Festigkeit der Leichtbaumutter gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungen erheblich erhöht ist. Die stirnseitig in einer Ebene quer zur Zylinderachse angeordneten Schenkel der Elemente 14 bilden jeweils eine Anlagefläche 18 für ein zu klemmende Teil aus. Fig. 4 shows an embodiment, are formed in the profile-shaped U-at both ends of the hollow cylinder at the cylinder six and by recesses 13 separated elements 14, wherein the arranged on both end sides of elements 14 correspond to each other. In this embodiment, the mutually corresponding elements 14 form engagement surfaces 16 with the webs arranged between the legs. The legs 17, each directed inward to the cylinder axis, touch and can be supported on the outside of the cylinder wall, as a result of which the strength of the lightweight nut is considerably increased compared to the designs described above. The legs of the elements 14 arranged on the end face in a plane transverse to the cylinder axis each form a contact surface 18 for a part to be clamped.
In Fig. 5 ist eine Ausführung dargestellt, bei der an beiden Stirnseiten des mit einem geschnittenen Innengewindes 19 versehenen Hohlzylinders jeweils sechs Elemente 11 angeformt sind, die jeweils miteinander korrespondieren. Die jeweils freien Schenkel 20 der miteinander korrespondierenden Elemente 11 berühren sich mit ihren Stirnflächen und bilden gemeinsam eine Angriffsfläche 21 aus. An beiden Stirnseiten des Hohlzylinders sind Anlageflächen 22 in einer Ebenen quer zur Zylinderachse gegeben.In Fig. 5, an embodiment is shown of the hollow cylinder provided with a cut internal thread 19 are each formed of six elements 11 in at both end faces which correspond to each other respectively. The respective free legs 20 of the mutually corresponding elements 11 touch with their end faces and together form an engagement surface 21 . On both ends of the hollow cylinder, contact surfaces 22 are provided in a plane transverse to the cylinder axis.
In den Fig. 6a bis 6f ist die Fertigungsfolge der in Fig. 5 dargestellten Leichtbaumutter gezeigt. Ausgangsstufe ist ein Rohrabschnitt 23 (a). Dieser wird in den beiden Endbereichen 24 jeweils auf etwa einem Drittel der Rohrabschnitte aufgeweitet (b) und anschließend (c) mit sechs Schlitzen 25 versehen. Die gebildeten achsparallelen Streifen 26 werden in einem ersten Schritt etwa in ihrer Mitte um 90° nach außen abgewinkelt (d) und anschließend in einem zweiten Schritt nochmals um 90° an ihrem Ansatz, so daß die Elemente 11 gebildet werden (e). Danach wird das Innengewinde 19 eingeschnitten (f). Die Dicke der Wandung des Rohrabschnitts muß im mittleren Bereich der Tiefe des zu erzeugenden Gewindes zuzüglich einer aus Festigkeitsgründen erforderlichen Restmaterialdicke entsprechen. Wird anstelle eines eingeschnittenen (Norm-)Gewindes ein (Sonder-)Gewinde eingedrückt, so erfolgt dieses bereits vor dem Einbringen der Schlitze.In FIGS. 6a to 6f, the production sequence of the lightweight nut illustrated in Fig. 5 is shown. The output stage is a pipe section 23 (a). This is widened in each of the two end regions 24 to about a third of the pipe sections (b) and then (c) provided with six slots 25 . The axially parallel strips 26 formed are angled outwards in a first step approximately in their center by 90 ° (d) and then in a second step again by 90 ° at their base, so that the elements 11 are formed (e). Then the internal thread 19 is cut (f). The thickness of the wall of the pipe section must correspond in the central region to the depth of the thread to be produced plus a residual material thickness required for reasons of strength. If a (special) thread is pressed in instead of a cut (standard) thread, this is done before the slots are made.
Die Dicke der Rohrwandung kann bei einem eingedrückten Gewinde geringer als bei einem eingeschnittenen Gewinde sein und minimal der Restmaterialdicke bei diesem entsprechen. Die Leichtbaumutter eignet sich insbesondere für Normgewinde an M 12. The thickness of the pipe wall can be less than with a pressed-in thread be a cut thread and minimal the residual material thickness correspond. The lightweight nut is particularly suitable for standard threads on M 12.
11
Zylinderwandung
Cylinder wall
22nd
Innengewinde
inner thread
33rd
Bund
Federation
44th
Anlagefläche
Contact surface
55
Angriffsfläche
Target
66
Ausnehmung
Recess
77
Innengewinde
inner thread
88th
Hohlzylinder
Hollow cylinder
99
Bund
Federation
1010th
Anlagefläche
Contact surface
1111
Element
element
1212th
Angriffsfläche
Target
1313
Ausnehmung
Recess
1414
Element
element
1515
Angriffsfläche
Target
1616
Angriffsfläche
Target
1717th
Schenkel
leg
1818th
Anlagefläche
Contact surface
1919th
Innengewinde
inner thread
2020th
Schenkel
leg
2121
Angriffsfläche
Target
2222
Anlagefläche
Contact surface
2323
Rohrabschnitt
Pipe section
2424th
Endbereich
end
2525th
Schlitz
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2626
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DE886981C (en) * | 1942-07-20 | 1953-08-20 | Hjalmar Gullbrantz | Self-locking mother |
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