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Die Erfindung betrifft eine Mutter mit einem Grundkörper, welcher ein Innengewinde aufweist, in dessen radialem Umgebungsbereich ein in axialer Richtung des Innengewindes durchgehender Schlitz vorgesehen ist, in dessen Bereich ein Gewindesteg gebildet wird, wobei im Bereich des Gewindesteges eine radial zum Innengewinde verlaufende Druckschraube angeordnet ist, mittels welcher der Gewindesteg radial nach innen pressbar ist.
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Muttern zur Herstellung von Gewindeverbindungen im Zusammenwirken mit entsprechend zugehörigen Schrauben sind schon seit langem bekannt. So sind hier Muttern bekannt, die insbesondere unterschiedliche Schlüsselprofile aufweisen, wie beispielsweise Vierkant, Sechskant oder auch sogenannte Nutmuttern, bei welchen in der Außenkontur mehrere Nuten als ”Schlüsselflächen” vorgesehen sind.
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In vielen Anwendungsfällen kann es notwendig sein, solche Muttern zu sichern, um zu verhindern, dass sich eine Schraubverbindung löst und/oder eine gelöste Mutter verloren geht.
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Aus der Internetseite ”http://www.konstruktionsatlas.de/verbindungstechnik/schraube_gewinde_mutter/schrauben_verliersicherung.shtml” sind beispielhaft unterschiedliche Sicherungskonstruktionen zur Sicherung von Muttern auf einem Gewindezapfen beschrieben, welche als ”Setzsicherung”, ”Verliersicherung” oder auch ”Losdrehsicherung” bezeichnet sind. Solchen Sicherungen ist gemeinsam, dass durch eine Art Klemmwirkung im Bereich des Innengewindes einer auf einem Außengewinde eines Gewindezapfens sitzenden Mutter ein erhöhtes Reibmoment in der Gewindeverbindung erzeugt wird, wodurch ein selbstständiges Lösen der Mutter verhindert oder zumindest erschwert wird.
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Die einfache Lösung einer solchen Sicherung stellt dabei die sogenannte Kontermutter dar, bei welcher eine zweite Mutter eingesetzt und gegen eine erste Mutter festgezogen bzw. verspannt wird. Dabei werden beide Muttern auf dem Gewinde eines Gewindezapfens gegeneinander verspannt, so dass ein selbständiges Lösen nur noch schwer möglich ist.
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Aus der genannten Fundstelle ist unter anderem auch eine ”Stellmutter” bekannt, deren Grundkörper radial außerhalb des Innengewindes in relativ geringem Abstand zu diesem einen etwa tangential verlaufenden, in axialer Richtung des Innengewindes durchgehenden Schlitz aufweist. Im äußeren Umfangsbereich des Schlitzes ist außenseitig im Grundkörper ein radial verlaufendes Innengewinde versehen, in welches eine Druckschraube, beispielsweise in Form einer Stiftschraube oder einer Madenschraube, eingeschraubt ist.
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Der Schlitz weist zum Innengewinde in einem mittleren Bereich einen relativ geringen Abstand auf, so dass in diesem Bereich eine Art Gewindesteg mit relativ geringem ”Wandquerschnitt” gebildet wird. Die Wandstärke in diesem ”mittleren” Bereich des Gewindesteges ist dabei derart bemessen, dass der Gewindesteg zumindest leicht federelastisch radial nachgiebig ausgebildet ist. Dementsprechend kann durch Anziehen der Druckschraube dieser Gewindesteg in seinem mittleren Bereich zumindest leicht verformt werden, so dass das in diesem mittleren Bereich vorhandene Innengewinde des Gewindesteges im aufgeschraubten Zustand gegen das Außengewinde eines entsprechenden Gewindebolzens gepresst werden kann.
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Aufgrund dieser speziellen Ausgestaltung des tangential verlaufenden Schlitzes sind die Bereiche seitlich ”neben” dem mittleren Bereich des Gewindesteges mit einer relativ großen Wandstärke ausgestattet, so dass der Gewindesteg nur minimal verformt werden kann. Um ausreichend große ”Presskräfte” im mittleren Bereich auf den Gewindesteg aufbringen zu können, ist es somit erforderlich die Druckschraube sehr stark festzuziehen. Insbesondere bei häufigem Lösen und Festziehen der Druckschraube können durch die damit verbundenen hohen Belastungen des Innengewindes und der Druckschraube Beschädigungen dieser Bauteile auftreten. Damit kann die Druckschraube nicht mehrmals gesichert und entsichert werden, ohne dass die Druckschraube und das zugehörige Innengewinde Schaden nehmen. Des Weiteren muss mit der Druckschraube eine äußerst große Radialkraft aufgebracht werden, um den Gewindesteg ausreichend verformen zu können, um hierdurch wiederum einen ausreichend erhöhten Reibschluss des Innengewindes auf dem Außengewinde des zugehörigen Gewindezapfens bewirken zu können.
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Dementsprechend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mutter mit einem Grundkörper, welcher ein Innengewinde aufweist, derart auszugestalten, dass mittels einer im Grundkörper vorgesehenen, gegen den Gewindesteg pressbaren radialen Druckschraube ein ausreichend hohes Reibmoment in der Gewindeverbindung erreichbar ist.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß zusammen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 dadurch gelöst, dass der Gewindesteg in einem Endbereich des Schlitzes federelastisch mit dem Grundkörper in Verbindung steht und, dass der Schlitz mit seinem anderen Endbereich mit einem radial nach innen offenen Schlitzabschnitt in Verbindung steht, so dass der Gewindesteg bei Druckbeaufschlagung durch die Druckschraube eine Schwenkbewegung um die federelastische Verbindung zum Grundkörper ausführt.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird ein Gewindesteg im Grundkörper mit einem Gewindeabschnitt gebildet, welcher einerseits eine ausreichend hohe Eigenstabilität aufweist und andererseits mittels der Druckschraube federelastisch gegen das Außengewinde eines Gewindezapfens pressbar ist. Aufgrund der federelastischen Verbindung des Gewindesteges in einem Endbereich des Schlitzes mit dem Grundkörper wird eine Art federelastische Gelenkverbindung bewirkt.
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Der andere Endbereich des Schlitzes steht mit einem radial nach innen offenen Schlitzabschnitt in Verbindung, so dass der Gewindesteg eine Art ”Federzunge” mit einem Innengewindeabschnitt bildet. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist somit das ”freie” Ende des Gewindesteges mit äußerst geringen Radialkräften verstellbar. Aufgrund dieser Ausgestaltung können Gewindeverbindungen durch Anziehen der Druckschraube auch mit relativ kleinen Stellkräften gesichert werden, wobei sich zwischen dem Innengewinde des Gewindesteges und dem Außengewinde eines Gewindezapfens ausreichend große Reibkräfte ergeben.
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Aufgrund dieser Tatsache sind derart ausgebildete Sicherungen auch mehrfach lösbar und wieder festziehbar, ohne dass die Druckschraube oder das entsprechend zugeordnete, im Grundkörper radial verlaufende Innengewinde Schaden nehmen kann.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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So kann gemäß Anspruch 2 vorgesehen sein, dass die Enden der Gewindeabschnitte des Innengewindes im Bereich des radial nach innen ausgerichteten Schlitzabschnittes abgerundet ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung wird sicher ausgeschlossen, dass das Innengewinde der Mutter beim Aufschrauben und Festziehen auf einem zugehörigen Gewindezapfen ”festfressen” kann.
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Des Weiteren kann gemäß Anspruch 3 vorgesehen sein, dass der im Umgebungsbereich des Innengewindes vorgesehene Schlitz bogenförmig verläuft. Durch diesen bogenförmigen Verlauf des Schlitzes ergibt sich zwangsläufig auch ein bogenförmiger Verlauf des Gewindesteges. Aufgrund dieser Ausgestaltung können entsprechend Presskräfte in Umfangsrichtung auf einen größeren Winkelbereich des Innengewindes aufgebracht werden, wodurch sich wiederum ein größerer Reibschluss zwischen dem Innengewinde der Mutter und Außengewinde des Gewindezapfens ergibt.
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Weiter kann gemäß Anspruch 4 vorgesehen sein, dass der Schlitz bzw. der Schlitzabschnitt eine radiale Breite bzw. Breite in Umfangsrichtung von etwa 0,3 mm bis 0,75 mm aufweisen. Durch diese Ausgestaltung wird ein äußerst geringer Materialabtrag zur Herstellung des Schlitzes erreicht. Die Herstellung eines solche Schlitzes mit geringer Breite kann beispielsweise durch Laserschneiden, Wasserstrahlschneiden oder auch durch Drahterodieren erfolgen.
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Des Weiteren kann gemäß Anspruch 5 die Druckschraube in ihrem radial inneren Endbereich einen radial verjüngt ausgebildeten Druckzapfen bilden. Durch diese Ausgestaltung wird sicher verhindert, dass insbesondere beim Lösen der Druckschraube deren innerer, gegen den Gewindesteg drückende Endbereich der Druckschraube, das im Grundkörper zur Aufnahme der Druckschraube vorgesehene, radial verlaufende Innengewinde beschädigen kann.
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Weiter kann gemäß Anspruch 6 vorgesehen sein, dass die Druckschraube in ihrer Länge derart ausgebildet ist, dass diese in gelöstem und in radial nach innen verstelltem Zustand vollständig versenkt in einer radialen Gewindebohrung des Grundkörpers verstellbar aufgenommen ist. Durch diese radial versenkte Anordnung, unabhängig von der Betriebsstellung der Druckschraube, ist diese bei der Handhabung der Mutter nicht störend.
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Weiter kann gemäß Anspruch 7 vorgesehen sein, dass die radiale Wandstärke des Gewindesteges, gemessen vom Gewindegrund bis zum bogenförmigen Schlitz, zwischen 0,5 mm und 1,5 mm liegt. Durch diese Ausgestaltung wird einerseits eine ausreichend hohe Stabilität des Gewindesteges bei gleichzeitig ausreichender federelastischer Nachgiebigkeit erreicht.
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Gemäß Anspruch 8 kann sich der bogenförmige Gewindesteg über einen Zentriwinkel von etwa 20° bis 90° erstrecken. Dieses Maß ist im Wesentlichen von der Gesamtgröße der Mutter abhängig. Je größer die Mutter ist, umso kleiner kann dieser Winkel ausgebildet sein. Wesentlich ist, dass die ”Umfangslänge” des Gewindesteges ausreichend groß ist, um einerseits die gewünschte federelastische Nachgiebigkeit und andererseits auch eine genügende Stabilität zu erreichen. So ist nach Anspruch 8 vorgesehen, dass die Umfangslänge des Gewindesteges wenigstens 5 mm beträgt.
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Anhand der Zeichnung wird nachfolgend die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen die Zeichnungsfiguren den Erfindungsgegenstand im Zusammenhang mit einer sogenannten Nutmutter. Die in den Zeichnungen dargestellte Sicherung ist selbstverständlich auch für jede andere Art von Mutter einsetzbar. Es zeigt:
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1 eine Draufsicht auf eine Nutmutter mit integrierter Sicherung;
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2 einen Teilschnitt der Nutmutter aus 1 im Umfangsbereich der integrierten Sicherung;
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3 einen Teilschnitt II-II der Nutmutter aus 2 im Bereich der integrierten Sicherung.
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1 zeigt beispielhaft eine mögliche Ausführungsvariante einer im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Nutmutter 1 ausgebildete Mutter mit integrierter Sicherung. Bekannterweise weist eine solche Nutmutter 1 mehrere, in gleichmäßigem am Umfang verteilt angeordnete Nuten 2 auf, welche zum drehenden Antrieb bzw. zum Festziehen und Lösen der Nutmutter 1 dienen. Eine solche Nutmutter 1 ist im Wesentlichen kreisringförmig ausgebildet und weist ein Innengewinde 3 auf.
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Im linken oberen Quadranten ist der Grundkörper 4 der Nutmutter 1 im Umfangsbereich radial außerhalb des Innengewindes 3 mit einem bogenförmig verlaufenden Schlitz 5 versehen. Wie aus der Schnittdarstellung der 3 (Schnittführung II-II aus 2) erkennbar ist, erstreckt sich dieser Schlitz 5 in axialer Richtung des Doppelpfeils 6 bzw. des Innengewindes 3 über die komplette Breite B des Grundkörpers 4.
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Weiter ist aus 1 erkennbar, dass der bogenförmig verlaufende Schlitz 5 in seinem einen Endbereich 7 mit einem im Wesentlichen radial verlaufenden Schlitzabschnitt 8 in Verbindung steht, welcher radial nach innen ”offen” ist. Dadurch ergibt sich, wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, dass im Bereich des Schlitzes 5 ein Gewindesteg 9 gebildet wird, welcher im anderen Endbereich in einem Endbereich 10 des Schlitzes 5 mit dem Grundkörper 4 der Nutmutter 1 über einen Verbindungsabschnitt 19 federelastisch in Verbindung steht. Die Querschnittsdicke D des Gewindesteges 9 (siehe auch 3) zwischen dem Gewindegrund 11 und dem Schlitz 5 beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 mm und 1,5 mm. Hierzu sei angemerkt, dass die Nutmutter 1 in den Zeichnungen in unterschiedlichen Maßstäben vergrößert dargestellt ist.
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Weiter ist aus 1 ersichtlich, dass sich der Schlitz 5 bei der dargestellten Ausführungsvariante über einen Zentriwinkel α von ca. 42° erstreckt. Dies ergibt bei der vergrößert dargestellten Ausführungsvariante der Nutmutter 1 eine Umfangslänge L des Gewindesteges 9 von etwa 11 mm, wie dies in 2 dargestellt ist. Die radiale Breite d des Schlitzes 5 beträgt bei der dargestellten Ausführungsvariante etwa 0,5 mm, kann aber auch größer oder etwas kleiner sein, was letztendlich vom Herstellungsverfahren abhängig ist. Auch die Breite in Umfangsrichtung des Schlitzabschnittes 8 liegt in diesem Bereich.
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Weiter ist aus 2 erkennbar, dass im Grundkörper 4 im Bereich des freien Endes 12 des Gewindesteges 9, radial außerhalb des Gewindesteges 9 bzw. des Schlitzes 5 eine Gewindebohrung 13 mit einem Innengewinde 14 vorgesehen ist. Diese Gewindebohrung 13 ist radial nach innen zum Gewindesteg 9 hin verjüngt ausgebildet und dient in diesem radial inneren Bereich zur gleitenden und drehbaren Aufnahme eines Druckzapfens 15 einer in das Innengewinde 14 eingeschraubten Druckschraube 16.
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Aufgrund dieser besonderen Ausgestaltung des Schlitzes 5 mit seinem Schlitzabschnitt 8 ist der Gewindesteg 9 im ersten Endbereich 10 des Schlitzes 5 federelastisch nachgiebig mit dem Grundkörper 4 der Nutmutter 1 verbunden. Wird nun die Druckschraube 16 betätigt und in Richtung des Pfeiles 17 in den Grundkörper 4 hinein geschraubt, so führt der Gewindesteg 9 eine Schwenkbewegung in Richtung des Pfeiles 18 um den Verbindungsbereich 19 des Gewindesteges 9 zum Grundkörper 4 aus. Dementsprechend ist der ”Gewindedurchmesser” des Innengewindes 3 (3) im Bereich des Gewindesteges 9 durch Festziehen der Druckschraube 16 verringerbar, so dass die Nutmutter 1 im fertig montierten Zustand in einfacher Weise auf einem entsprechenden Gewindezapfen (in der Zeichnung nicht dargestellt) gesichert werden kann.
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Aufgrund der federelastischen Verbindung im Verbindungsbereich 19 zwischen dem Gewindesteg 9 und dem Grundkörper 4 kann der Gewindesteg 9 schon mit geringen Presskräften in Richtung des Pfeiles 18 verstellt werden. Dies führt wiederum bei größeren Anzugsmomenten der Druckschraube 16 zu relativ hohen Anpresskräften des Gewindesteges 9 auf ein Außengewinde eines Gewindezapfens, so dass die Nutmutter 1 äußerst festsitzend auf einem solchen Gewindezapfen gesichert werden kann.
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Weiter ist aus 2 noch erkennbar, dass die Endbereiche 20, 21 des Innengewindes 3 im Bereich des Schlitzabschnittes 8 abgerundet ausgebildet sind. Damit wird sicher verhindert, dass das Innengewinde 3 bei der Montage oder Demontage auf einem Außengewinde eines Gewindezapfens einer Schraube ”festfressen” kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- http://www.konstruktionsatlas.de/verbindungstechnik/schraube_gewinde_mutter/schrauben_verliersicherung.shtml [0004]
