DE202019002648U1

DE202019002648U1 - Schraubenmutter und Befestigungsanordnung

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Publication number: DE202019002648U1
Application number: DE202019002648.7U
Authority: DE
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Priority date: 2019-06-19
Filing date: 2019-06-19
Publication date: 2019-07-21
Anticipated expiration: 2029-06-20

Abstract

Schraubenmutter (1) zum Befestigen eines Bauteils (12), wobei die Schraubenmutter (1) einen Körper (2) umfasst, der durch eine Grundfläche (3), eine Deckfläche (4) sowie einer dazwischen verlaufenden Mantelfläche (6) gebildet ist, wobei ein Flächeninhalt der Grundfläche (3) größer ist als ein Flächeninhalt der Deckfläche (4), wobei die Mantelfläche (6) zumindest bereichsweise eine Oberflächenstruktur umfasst, die geeignet ist eine vorgegebene Reibung in Zusammenwirkung mit einer vorgegebenen Fläche des Bauteils (12) zu erreichen, die größer ist als eine Reibung bei glatter Oberfläche, wobei die Grundfläche (3) eine im Wesentlichen glatte Oberfläche aufweist, wobei der Körper (2) eine Bohrung (8) umfasst, die von der Deckfläche (4) ausgehend zumindest teilweise zwischen Deckfläche (4) und Grundfläche (3) verläuft und ein Innengewinde (10) vorgegebener Größe aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schraubenmutter mit einem Körper, der eine Grundfläche, eine Deckfläche und eine Mantelfläche umfasst.
Hintergrund der Erfindung
Aus dem Stand der Technik sind Schraubenmuttern bekannt, die eine Bohrung mit Innengewinde und eine prismatische Außenkontur aufweisen. Durch die prismatische Außenkontur ist es möglich, ein Werkzeug, so z.B. Schraubenschlüssel, an die Schraubenmutter anzusetzen, um ein Drehmoment auf die Schraubenmutter zum Befestigen auszuüben. Dabei ist es aber erforderlich, dass die Schraubenmutter jederzeit zugängig ist, so dass auch ein Werkzeug angesetzt werden kann.
Die CN201851466 beschreibt eine Schraubenmutter mit einer Bohrung, die ein Innengewinde aufweist. Die Mutter hat eine kegelförmige Außenkontur und kann somit in einem Bauteil voll versenkt werden. Dabei umfasst die Mutter aber Ausnehmungen auf der Oberseite der Schraubenmutter, um eine Zugängigkeit eines Werkzeugs zu gewährleisten, um die Mutter befestigen zu können.
Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Schraubenmutter vorzuschlagen, die in einer Oberfläche eines Bauteils eingesetzt bündig mit dieser abschließt und dabei werkzeuglos befestigt werden kann.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem ersten Aspekt aus durch eine Schraubenmutter zum Befestigen eines Bauteils. Die Schraubenmutter umfasst einen Körper, der durch eine Grundfläche, eine Deckfläche sowie einer dazwischen verlaufenden Mantelfläche gebildet ist. Ein Flächeninhalt der Grundfläche ist größer als ein Flächeninhalt der Deckfläche. Dabei umfasst die Mantelfläche zumindest bereichsweise eine Oberflächenstruktur, die geeignet ist eine vorgegebene Reibung in Zusammenwirkung mit einer vorgegebenen Fläche des Bauteils zu erreichen, wobei diese Reibung größer ist als eine Reibung bei glatter Oberfläche der Mantelfläche. Die Grundfläche weist eine im Wesentlichen glatte Oberfläche auf. Die Bohrung geht von der Deckfläche aus und verläuft zumindest teilweise zwischen Deckfläche und Grundfläche und umfasst ein Innengewinde vorgegebener Größe.
Eine derartige Schraubenmutter hat den Vorteil, dass, in einer korrespondierend ausgebildeten Senkung, so z.B. Senkbohrung, des Bauteils angeordnet, eine bündige Oberfläche des Bauteils gebildet wird. Dabei bildet vorzugsweise die Grundfläche der Schraubenmutter einen Teil dieser bündigen Oberfläche und die Deckfläche ist der Senkung zugewandt. Des Weiteren resultiert aufgrund der Oberflächenstruktur der Mantelfläche der Schraubenmutter eine Reibung zwischen dieser und einer Fläche der Senkung. Diese Reibung bewirkt während einer Befestigung mittels einer passenden Schraube ein Reibungsdrehmoment, welches dem Anzugsdrehmoment, welches die Schraube auf die Schraubenmutter auswirkt, derart entgegenwirkt, dass sich die Schraubenmutter nicht „mitdreht“. Dies ermöglicht dann eine Befestigung der Schrauben ohne das ein Werkzeug an der Schraubenmutter angesetzt werden muss.
Der Körper weist eine zwischen der Grundfläche und Deckfläche verlaufende Mantelfläche auf. Die Mantelfläche weist in einem Längsschnitt betrachtet einen geradlinigen oder gebogenen Verlauf zwischen der Grundfläche und Deckfläche auf.
Die Ebenen der Grundfläche und Deckfläche verlaufen vorzugsweise parallel.
Der Körper der Schraubenmutter kann beispielweise aus Metall bestehen, so z.B. Edelstahl, Messing, Aluminium oder einem anderen Metall oder einer Metalllegierung. Grundsätzlich kann der Körper aber auch aus jedem anderen für die jeweilige Befestigung des Bauteils erforderlichen oder passenden Material hergestellt sein.
Die Bohrung geht immer von der Deckfläche aus. Dabei kann die Bohrung komplett durch den Körper oder alternativ als Sacklochbohrung nur teilweise durch diesen verlaufen. Vorzugsweise verläuft die Bohrung ausgehend von dem Mittelpunkt der Deckfläche in Normalenrichtung der Deckfläche in Richtung der Grundfläche. Das Innengewinde ist beispielsweise als metrisches ISO Gewinde ausgeführt. Es kann aber auch einer anderen Norm entsprechen.
Die Grundfläche weist eine im Wesentlichen glatte Oberfläche auf. „Im Wesentlichen“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass bei einer durchgehenden Bohrung durch den Körper, lediglich die Bohrungsöffnung in der Grundfläche als die glatte Oberfläche „störende“ Vertiefung vorhanden ist, ansonsten aber die Grundfläche eine glatte Oberfläche aufweist. Verläuft die Bohrung ausgehend von der Deckfläche nur zum Teil durch den Körper, weist die Grundfläche eine durchgehend glatte Oberfläche auf.
Eine glatte Oberfläche bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Oberfläche keine sichtbaren Erhebungen oder Vertiefungen aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Schraubenmutter des ersten Aspekts weist der Körper eine kegelstumpfförmige Kontur auf. In dieser Ausgestaltung entsprechen die Grundfläche der Schraubenmutter der Grundfläche des kegelstumpfförmigen Körpers und die Deckfläche der Schraubenmutter der Deckfläche des kegelstumpfförmigen Körpers.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schraubenmutter des ersten Aspekts ist die Oberflächenstruktur derart ausgebildet, dass die Mantelfläche zumindest teilweise eine Verzahnung aufweist, die aus der Oberfläche der Mantelfläche herausragt. Dabei kann ein Mantelprofil der Verzahnung spitz, scharf oder anderweitig reibwerterhöhend ausgebildet sein. Auch verläuft die Verzahnung auf der Mantelfläche vorzugsweise derart, dass der Verlauf des Mantelprofils zumindest teilweise zwischen Deckfläche und Grundfläche ausgerichtet ist und somit einer möglichen Drehung, resultierend aus dem Anzugsdrehmoment der zu befestigenden Schraube, entgegenwirken kann.
Grundsätzlich ist die Oberflächenstruktur der Mantelfläche so ausgeführt, dass die Mantelfläche Erhebungen aufweist, so z.B. Zacken, Zinken, Keile oder ähnliches, die aus der Oberfläche der Mantelfläche herausragen. Derart resultiert aus dieser Oberflächenstruktur der Mantelfläche in Zusammenwirkung mit der zugeordneten Senkungsfläche des Bauteils ein hoher Reibwert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schraubenmutter des ersten Aspekts ist die Oberflächenstruktur zumindest im Bereich der Mantelfläche angeordnet, die zu der Grundfläche benachbart ist. Dies hat dann einen Vorteil, wenn die Schraubenmutter zum Befestigen in eine Senkung eingeführt wird, dessen Flächen einen Winkel aufspannen, der kleiner ist, als der Winkel zwischen der Mantelfläche. In diesem Fall berührt nämlich vorzugsweise der mit der Oberflächenstruktur ausgeführte Bereich der Mantelfläche zuerst die Senkungsfläche, wenn die Schraubenmutter in der Senkung zum Befestigen angeordnet wird.
Auch wenn die restliche Mantelfläche nicht mit der Oberflächenstruktur ausgestaltet wäre, könnte auch in einem noch nicht befestigten Zustand bereits eine hohe Reibung zwischen Senkung und der Mantelfläche erreicht werden, so dass während des Befestigens die Verwendung eines Werkzeugs zum Gegenhalten der Schraubenmutter nicht erforderlich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schraubenmutter des ersten Aspekts ist die Oberflächenstruktur der Mantelfläche als Beschichtung ausgebildet. Dies bietet eine besonders einfache Möglichkeit, die Mantelfläche mit einer reibungserhöhenden Oberflächenstruktur zu versehen.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem zweiten Aspekt aus durch eine Schraubenmutter zum Befestigen eines Bauteils mit einem pyramidenstumpfförmigen Körper, der durch eine Grundfläche, eine Deckfläche sowie einer dazwischen verlaufenden Mantelfläche gebildet ist. Die Mantelfläche weist zumindest drei Kanten auf. Ein Flächeninhalt der Grundfläche ist größer als ein Flächeninhalt der Deckfläche. Der Körper umfasst ferner eine Bohrung, die ausgehend von der Deckfläche zumindest teilweise zwischen Deckfläche und Grundfläche verläuft und ein Innengewinde vorgegebener Größe aufweist.
Dabei kann die Senkung analog zu der kegelstumpfförmigen Schraubenmutter ausgebildet sein. Im Vergleich zu der Schraubenmutter gemäß dem ersten Aspekt ist bei einem pyramidenstumpfförmigen Körper eine haftungserhöhende Oberflächenstruktur der Mantelfläche nicht unbedingt erforderlich. Vielmehr ermöglicht die Form als Pyramidenstumpf aufgrund der zumindest drei Kanten bereits eine derartige Zusammenwirkung zwischen Schraubenmutter und der Senkung, dass ein Werkzeug während des Befestigens nicht erforderlich ist.
Die jeweilige Kante verläuft vorzugsweise ausgehend von der Grundfläche in Richtung der Deckfläche.
Das Innengewinde kann beispielsweise als metrisches ISO Gewinde ausgeführt sein, alternativ aber auch einer anderen Norm entsprechen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Schraubenmutter gemäß dem ersten und zweiten Aspekt schließen in einem Längsschnitt die Verlängerungen der Mantelflächen einen Winkel ein, der größer gleich 60° ist. Das hat den Vorteil, dass die Fläche der Mantelfläche, die mit der Senkung im befestigten Zustand zusammenwirkt, möglichst groß ist. Daraus resultiert eine große Fläche, die im befestigten Zustand auf das Bauteil wirkt. Dabei werden Kräfte über eine größere Fläche der Mantelfläche auf das Bauteil verteilt und damit die Belastung auf das Bauteil pro Flächeneinheit im befestigten oder belasteten Zustand reduziert.
Ferner ergibt sich ein weiterer Vorteil dann, wenn die Schraubenmutter zum Befestigen in eine Senkung eingeführt wird, dessen Winkel einen Wert aufweist, der kleiner ist, als der Winkel der Mantelfläche. In diesem Fall berührt nämlich ein von der Mittelachse des Körpers relativ weit beabstandeter Bereich der Mantelfläche zuerst die Senkung. Ein aus diesem Abstand resultierender Hebel in Zusammenwirkung mit einer aus der Reibung resultierenden Reibungskraft bewirkt ein Reibungsdrehmoment, welches wirkungsvoll dem Anzugsdrehmoment durch eine in der Schraubenmutter zu befestigende Schraube entgegenwirkt. Dadurch kann ein Mitdrehen der Schraubenmutter während der Befestigung verhindert werden, ohne das ein Werkzeug zum Gegenkontern der Schraubenmutter erforderlich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts weist der Körper der Schraubenmutter mehrere Schlitze auf, die jeweils zumindest in die Mantelfläche und die Grundfläche hineinragen. Dabei sind die Schlitze derart voneinander beabstandet, dass eine Federwirkung auf das Bauteil während einer Befestigung der Schraubenmutter im Bereich der Mantelfläche resultiert, der zu der Grundfläche benachbart ist. Auch diese Ausgestaltung hat dann einen Vorteil, wenn die Schraubenmutter zum Befestigen in eine Senkung eingeführt wird, dessen Winkel kleiner ist, als der Winkel der Mantelfläche. In diesem Fall berührt nämlich vorzugsweise der mit der Federwirkung behaftete Bereich der Mantelfläche zuerst die Senkungsfläche des Bauteils. Dadurch kann auch eine aus der Federwirkung resultierende elastische Verformung dieses Bereiches der Schraubenmutter eine reibungserhöhende Wirkung haben. In Kombination mit der Oberflächenstruktur führt die Federwirkung bereits in einem noch nicht befestigten Zustand zu einer Reibung zwischen Senkung und der Mantelfläche, so dass kein Werkzeug während der Befestigung erforderlich ist. Auch kann in einem befestigten Zustand eine Klemmwirkung mittels der Schlitze zwischen der Schraubenmutter und der Senkung im Bereich der Schlitze erreicht werden. Dies kann wirkungsvoll ein ungewolltes Lösen, so z.B. ein „Losrütteln“, der Schraubenmutter während einer Belastung des Bauteils verhindern.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des ersten und zweiten Aspekts weist der Körper in dem Bereich der Deckfläche und/oder in dem zu der Deckfläche benachbarten Bereich der Mantelfläche zumindest teilweise einen Kleber oder ein Klebeelement auf. Dies hat den Vorteil, dass die Schraubenmutter in eine entsprechende Senkung eingesetzt werden kann und in dieser mittels des Klebers und/oder mittels des Klebeelements verbleibt ohne das eine Schraube zumindest teilweise eingeschraubt werden muss. Dies ermöglicht die Befestigung des Bauteils nur über eine Seite, ohne dass auf der anderen Seite die Schraubenmutter festgehalten werden muss. Somit ist auch eine einseitige Befestigung möglich.
Die Erfindung zeichnet sich gemäß einem dritten Aspekt aus durch eine Befestigungsanordnung mit einer Schraubenmutter nach dem ersten oder zweiten Aspekt und mit einer Senkung. Die Senkung ist in einer Oberfläche eines zu befestigenden Bauteils angeordnet. Die Form der Senkung korrespondiert zu der Form des Körpers der Schraubenmutter. Die Schraubenmutter ist in einem befestigten Zustand derart in der Senkung angeordnet, dass die Grundfläche der Schraubenmutter bündig ist mit der Oberfläche des Bauteils. In dieser Anordnung ragen somit keine Elemente der Mutter aus der Oberfläche des zu befestigenden Bauteils heraus.
Die glatte Oberfläche der Senkungsfläche bedeutet in diesem Zusammenhang, dass diese keine sichtbaren Erhebungen oder Vertiefungen aufweist. Die Senkungsfläche der Senkung kann dabei eine glatte Oberfläche aufweisen. Aber grundsätzlich wäre auch eine aufgeraute Oberfläche möglich, um eine Reibung zwischen Senkungsfläche und Mantelfläche zu erhöhen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Befestigungsanordnung korrespondiert die Form der Senkung derart zu der Form der Schraubenmutter, dass ein Winkel, der in einem Längsschnitt durch eine Verlängerung der Fläche der Senkung gebildet wird, kleiner ist als der Winkel der Mantelfläche der Schraubenmutter. Dies hat den Vorteil, dass vorzugsweise derjenige mit der Oberflächenstruktur ausgeführte Bereich der Mantelfläche zuerst die Wände der Senkung berührt, der zu der Grundfläche benachbart ist. Daraus resultiert in einer Draufsicht auf die Grundfläche ein großer radialer Abstand zwischen der Mittelachse der Körpers und dem wirkenden Bereich der Mantelfläche. Durch diesen großen Abstand resultiert ein großer Hebel und daraus in Zusammenwirkung mit der aus der Reibung resultierenden Reibungskraft ein ausreichend hohes Reibungsdrehmoment, welches gegen das Anzugsdrehmoment der Schraube in der Schraubenmutter während einer Befestigung wirkt. Dies erlaubt die Befestigung der Schraubenmutter auch ohne Werkzeug. Vorzugsweise ist der Winkel der Mantelfläche um 1° bis 5° größer als der Winkel der Senkung.
Im befestigten Zustand resultiert aus dieser Befestigungsanordnung auch eine Klemmwirkung zwischen Schraubenmutter und der Senkungsfläche, die ein ungewolltes Lösen wirksam verhindern kann.
Figurenliste
Die oben beschriebenen Aspekte und weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung können ebenfalls aus den Beispielen der Ausführungsformen entnommen werden, welche im Folgenden unter Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben werden.

1a, 1b Schraubenmutter,
2 Schraubenmutter mit Senkung
3 Schraubenmutter in Senkung,
4a, 4b Schraubenmutter in Senkung bei unterschiedlichen Winkeln,
5a, 5b Schraubenmutter mit Schlitzen.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für gleiche oder zumindest ähnliche Elemente, Komponenten oder Aspekte verwendet. Es wird angemerkt, dass im Folgenden Ausführungsformen im Detail beschrieben werden, die lediglich illustrativ und nicht beschränkend sind.
1a zeigt eine Schraubenmutter 1 mit einem Körper 2 in einem Längsschnitt. Der Körper 2 weist eine Grundfläche 3 und eine Deckfläche 4 sowie eine dazwischen verlaufende Mantelfläche 6 auf. Die Grundfläche 3 weist dabei einen größeren Flächeninhalt auf als die Deckfläche 4. Die Ebene der Grundfläche 3 verläuft parallel zu der Ebene der Deckfläche 4. Der Körper 2 der Schraubenmutter 1 weist vorzugsweise eine kegelstumpfförmige Form auf.
Der Körper 2 umfasst darüber hinaus eine durch ihn verlaufende Bohrung 8 mit einem Innengewinde 10 vorgegebener Größe, so z.B. metrisches Gewinde der Größe M8. Vorzugsweise verläuft die Bohrung 8 ausgehend von dem Mittelpunkt der Deckfläche 4 in Normalenrichtung zur Ebene der Deckfläche 4. Grundsätzlich kann die Bohrung 8 aber auch anders verlaufen. Alternativ kann, wie in 1b dargestellt, die Bohrung 8 aber auch als Sacklochbohrung nur teilweise ausgehend von der Deckfläche 4 durch den Körper 2 verlaufen. Dies hat den Vorteil, dass die Grundfläche 3 der Schraubenmutter 1 eine glatte Oberfläche aufweist, während bei einer als Vollbohrung ausgebildeten durch den Körper 2 verlaufenden Bohrung 8 (siehe 1a) auf der Grundfläche 3 zumindest eine Bohrungsöffnung der Bohrung 8 vorhanden ist.
Im Längsschnitt betrachtet schließen die Verlängerungen der Seiten der Mantelfläche 6 einen Winkel α ein. Dieser Winkel α weist vorzugsweise einen Wert von größer gleich 60° auf, so z.B. 90°.
Die Mantelfläche 6 verläuft in einem Längsschnitt betrachtet vorzugsweise geradlinig zwischen der Grundfläche 3 und der Deckfläche 4. Grundsätzlich wäre aber auch ein gebogener Verlauf möglich.
Die Mantelfläche 6 weist zumindest teilweise eine reibungserhöhende Oberflächenstruktur auf, so z.B. eine Verzahnung. Durch Zusammenwirkung dieser Oberflächenstruktur mit der Senkungsfläche 17 einer Senkung 16 eines zu befestigenden Bauteils 12 (siehe 2 und 3) resultiert eine Reibung, die ein Mitdrehen der Schraubenmutter 1 während einer Befestigung verhindert. Das ermöglicht die werkzeuglose Befestigung der Schraubenmutter 1, so dass keine Nuten oder Erhebungen auf der Grundfläche 3 der Schraubenmutter 1 zum Ansetzen eines Werkzeuges, so z.B. Schraubenzieher, vorgesehen werden müssen. Die Oberflächenstruktur kann grundsätzlich auch eine andere Ausgestaltung als eine Verzahnung aufweisen. Auch kann die Oberflächenstruktur mittels einer Beschichtung der Mantelfläche 6 umgesetzt sein.
Der Körper 2 kann in einem Bereich 19 der Deckfläche 4 und/oder in dem zu der Deckfläche 4 benachbarten Bereich der Mantelfläche 6 einen Kleber, so z.B. einen Metallkleber, oder ein Klebeelement, so z.B. ein Klebestreifen, aufweisen.
Der Körper 2 der Schraubenmutter 1 ist beispielsweise aus Metall oder einer Metalllegierung gefertigt, kann aber alternativ auch aus einem anderen Material, so z.B. Kunststoff, hergestellt sein.
In 2 ist neben der Schraubenmutter 1 auch eine passende Senkung 16 dargestellt. Die Senkung 16 ist in einer Oberfläche 14 des zu befestigenden Bauteils 12 eingebracht und weist einen Winkel β auf, der eingeschlossen wird durch die Senkungsfläche 17 der Senkung 16 (im Längsschnitt). Der Winkel β stimmt in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Winkel α der Schraubenmutter 1 überein, so z.B. 90°.
Die Schraubenmutter 1 angeordnet in der Senkung 16 repräsentiert in diesem Zusammenhang eine Befestigungsanordnung 11.
In 3 ist die Befestigungsanordnung 11 in einem befestigten Zustand dargestellt. In diesem Zustand bildet die Grundfläche 3 der Schraubenmutter 1 mit der Oberfläche 14 des Bauteils 12 eine ebene Oberfläche ohne störende Stufen oder Erhebungen. Einzig die Bohrungsöffnung der Bohrung 8 der Schraubenmutter 1 könnte hier als „störende“ Vertiefung erscheinen. Würde die Bohrung 8 ausgehend von der Deckfläche 4 nur teilweise durch den Körper 2 verlaufen, wäre die Oberfläche 14 des Bauteils 12 und die Grundfläche 3 der Schraubenmutter 1 ohne Stufen oder Erhebungen oder Vertiefungen ausgebildet.
Ist die Schraubenmutter 1 in der Senkung 16 angeordnet, kann der Kleber oder das Klebeelement, der im Bereich 19 zwischen dem Körper 2 der Schraubenmutter 1 und der Senkung 16 angeordnet ist, eine Klebung derart ermöglichen, dass die Schraubenmutter 1 in der Senkung 16 gehalten wird, auch ohne das eine Schraube zumindest teilweise eingeschraubt ist. Das ist besonders dann hilfreich, wenn die Befestigung des Bauteils 12 nur von einer Seite möglich ist.
In 4a ist eine Befestigungsanordnung 11 mit der Schraubenmutter 1 und dem Bauteil 12 dargestellt. Die Oberfläche 14 des Bauteils 12 weist eine Senkung 16 auf, in die die Schraubenmutter 1 in einem noch nicht befestigten Zustand angeordnet ist. Die Schraubenmutter 1 weist einen Bereich 20 der Mantelfläche 6 auf, der zu der Grundfläche 3 der Schraubenmutter 1 benachbart ist. Nur dieser weist eine reibungserhöhende Oberflächenstruktur auf. Zu erkennen ist ferner, dass der Winkel β der Senkungsfläche 17 kleiner ist als der Winkel α der Mantelfläche 6 der Schraubenmutter 1. Beispielsweise nimmt der Winkel α der Mantelfläche 6 einen Wert von 91° ein und der Winkel β der Senkungsfläche 17 einen Wert von 90°. Vorzugsweise ist der Winkel α der Mantelfläche 6 um 1° bis 5° größer als der Winkel β der Senkungsfläche 17. Deshalb berührt nur der mit der Oberflächenstruktur obere ausgeführte Bereich 20 der Mantelfläche 6 die Senkungsfläche 17 der Senkung 16 in einem Kontaktbereich 18.
In 4b ist die Befestigungsanordnung 11 der 4a in einer Draufsicht auf die Grundfläche 3 dargestellt. Vorzugsweise hat die Schraubenmutter 1 eine kegelstumpfförmige Kontur und damit in der Draufsicht eine kreisrunde Form. Der Kontaktbereich 18 zwischen Mantelfläche 6 und Senkungsfläche 17 ist hier als gestrichelter Kreis dargestellt. Auch die Bohrung 8 ist als Kreislinie gezeigt.
Während einer Befestigung einer Schraube (nicht dargestellt) in der Schraubenmutter 1 übt diese über einen Hebel L_T eine Anzugskraft F_T auf die Schraubenmutter 1 aus. Daraus resultiert ein entsprechendes Anzugsdrehmoment. Dem wirkt eine Reibungskraft F_FR über einen Hebel L_FR und ein daraus resultierendes Reibungsdrehmoment entgegen. Die Reibungskraft FFR wirkt hier in dem Kontaktbereich 18 zwischen Schraubenmutter 1 und der Senkung 16. Aufgrund der Ausgestaltung der Oberflächenstruktur der Mantelfläche 6 wirkt das Reibungsdrehmoment dem durch die Schraube bewirkten Anzugsdrehmoment derart entgegen, so dass während der Befestigung der Schraubenmutter 1 ein Werkzeug zum Gegenhalten nicht erforderlich ist.
In 5a sind zwei 3D Darstellungen einer Schraubenmutter 1 gezeigt. Die jeweilige Schraubenmutter 1 umfasst mehrere Schlitze 22, die jeweils in die Grundfläche 3 als auch Mantelfläche 6 hineinragen.
In 5b ist die Schraubenmutter 1 mit Schlitzen 22 in der Senkung 16 in einem Längsschnitt dargestellt. Obwohl in 5b nur angedeutet, verteilen sich die Schlitze 22 vorzugsweise vollumfänglich entlang des Umfangs der Schraubenmutter 1 in einem gleichen Abstand.
Auch in der 5b ist der Winkel β der Senkung 16 kleiner als der Winkel α der Mantelfläche 6 der Schraubenmutter 1. Dadurch berührt nur der obere Bereich der Mantelfläche 6 mit den Schlitzen 22 die Fläche der Senkung 16.
Die Schlitze 22 bewirken eine Federwirkung zumindest in axialer Richtung. Dadurch kann auch eine aus der Federwirkung resultierende elastische Verformung dieses Bereiches der Schraubenmutter 1 eine reibungserhöhende Wirkung der Mantelfläche 6 auf die Senkungsfläche 17 entfalten. In Kombination mit der Oberflächenstruktur der Mantelfläche 6 führt die Federwirkung bereits in einem noch nicht befestigten Zustand zu einer Reibung zwischen Senkung 16 und der Mantelfläche 6, so dass kein Werkzeug während der Befestigung erforderlich ist. Auch kann in einem befestigten Zustand eine Klemmwirkung mittels der Schlitze 22 zwischen der Schraubenmutter 1 und der Senkung 16 im Bereich der Schlitze 22 erreicht werden. Dies kann wirkungsvoll ein ungewolltes Lösen, so z.B. ein „Losrütteln“, der Schraubenmutter 1 während einer Belastung des Bauteils 12 verhindern.
Neben der kegelstumpfförmigen Kontur kann der Körper der Schraubenmutter auch eine pyramidenstumpfförmige Kontur mit mehreren Kanten aufweisen, die jeweils in verschiedenen Bereichen der Mantelfläche ausgehend von der Grundfläche zumindest teilweise in Richtung der Deckfläche verlaufen. Dabei kann die Schraubenmutter mit der pyramidenstumpfförmigen Kontur alle Merkmale aufweisen, die auch für die Schraubenmutter mit kegelstumpfförmiger Kontur anwendbar sind. Auch kann die pyramidenstumpfförmige Schraubenmutter in einer Kegelsenkung befestigt werden, die zu einer kegelstumpfförmigen Schraubenmutter korrespondiert. In diesem Fall kann für die Schraubenmutter mit pyramidenstumpfförmiger Kontur aber die Oberflächenstruktur der Mantelfläche wegfallen, da die Kanten der als Pyramidenstumpf ausgeführten Schraubenmutter während der Befestigung derart in die Senkungsfläche der Senkung greifen, dass ein Werkzeug während des Befestigens nicht erforderlich ist.
Zusätzlich kann die Schraubenmutter in der Bohrung auch eine Schraubensicherung in Form eines Kunststoffringes aufweisen. Die Schraubensicherung ist dabei vorzugsweise ausgehend von der Deckfläche im oberen Bereich, sprich im Bereich angeordnet, der der Grundfläche zugeordnet ist. Die Schraubensicherung sichert im befestigten Zustand eine in die Schraubenmutter eingedrehte Schraube vor dem Losdrehen und sichert damit vor einem ungewollten Lösen.
Während die Erfindung illustriert und beschrieben wurde im Detail in den Zeichnungen und der vorangegangenen Beschreibung, ist es beabsichtigt, dass derartige Illustrationen und Beschreibungen lediglich illustrativ oder exemplarisch und nicht restriktiv sind, so dass die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. In den Ansprüchen schließt das Wort „aufweisend“ nicht andere Elemente aus und der unbestimmte Artikel „ein“ schließt eine Mehrzahl nicht aus. Alleinig der Umstand, dass bestimmte Merkmale in verschiedenen abhängigen Ansprüchen genannt sind, beschränkt nicht den Gegenstand der Erfindung. Auch Kombinationen dieser Merkmale können vorteilhaft eingesetzt werden. Die Bezugszeichen in den Ansprüchen sollen nicht den Umfang der Ansprüche beschränken.
Bezugszeichenliste

1: Schraubenmutter
2: Körper
3: Grundfläche
4: Deckfläche
6: Mantelfläche
8: Bohrung
10: Innengewinde
11: Befestigungsanordnung
12: Bauteil
14: Oberfläche des Bauteils
16: Senkung
17: Senkungsfläche
18: Kontaktbereich
19: Bereich eines Klebeelements
20: Bereich der Mantelfläche
22: Schlitze
F_T: Schraubenkraft
F_FR: Reibungskraft
L_T: Hebel Schraube
L_FR: Hebel Reibung
α: Winkel der Mantelfläche
β: Winkel der Senkung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 201851466 [0003]

Claims

Schraubenmutter (1) zum Befestigen eines Bauteils (12), wobei die Schraubenmutter (1) einen Körper (2) umfasst, der durch eine Grundfläche (3), eine Deckfläche (4) sowie einer dazwischen verlaufenden Mantelfläche (6) gebildet ist, wobei ein Flächeninhalt der Grundfläche (3) größer ist als ein Flächeninhalt der Deckfläche (4), wobei die Mantelfläche (6) zumindest bereichsweise eine Oberflächenstruktur umfasst, die geeignet ist eine vorgegebene Reibung in Zusammenwirkung mit einer vorgegebenen Fläche des Bauteils (12) zu erreichen, die größer ist als eine Reibung bei glatter Oberfläche, wobei die Grundfläche (3) eine im Wesentlichen glatte Oberfläche aufweist, wobei der Körper (2) eine Bohrung (8) umfasst, die von der Deckfläche (4) ausgehend zumindest teilweise zwischen Deckfläche (4) und Grundfläche (3) verläuft und ein Innengewinde (10) vorgegebener Größe aufweist.
Schraubenmutter (1) nach Anspruch 1, wobei der Körper (2) eine kegelstumpfförmige Kontur aufweist.
Schraubenmutter (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Oberflächenstruktur derart ausgebildet ist, dass die Mantelfläche (6) zumindest teilweise eine Verzahnung aufweist, die aus der Oberfläche der Mantelfläche (6) herausragt.
Schraubenmutter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Oberflächenstruktur zumindest im Bereich (20) der Mantelfläche (6) angeordnet ist, die zu der Grundfläche (3) benachbart ist.
Schraubenmutter (1) nach einer der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Oberflächenstruktur der Mantelfläche (6) als Beschichtung ausgebildet ist.
Schraubenmutter (1) zum Befestigen eines Bauteils (12) mit einem pyramidenstumpfförmigen Körper (2), der durch eine Grundfläche (3), eine Deckfläche (4) sowie einer dazwischen verlaufenden Mantelfläche (6) gebildet ist, wobei die Mantelfläche (6) zumindest drei Kanten aufweist und ein Flächeninhalt der Grundfläche (3) größer ist als ein Flächeninhalt der Deckfläche (4), wobei der Körper (2) eine Bohrung (8) umfasst, die von der Deckfläche (4) ausgehend zumindest teilweise zwischen Deckfläche (4) und Grundfläche (3) verläuft und ein Innengewinde (10) vorgegebener Größe aufweist.
Schraubenmutter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem in einem Längsschnitt die Verlängerungen der Mantelfläche (6) einen Winkel (α) einschließen, der größer gleich 60° ist.
Schraubenmutter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Körper (2) mehrere Schlitze (22) aufweist, die jeweils zumindest in die Mantelfläche (6) und die Grundfläche (3) hineinragen, wobei die Schlitze (22) derart voneinander beabstandet sind, so dass eine Federwirkung auf das Bauteil (12) während einer Befestigung der Schraubenmutter (1) im Bereich der Mantelfläche (6) resultiert, der zu der Grundfläche (3) benachbart ist.
Schraubenmutter (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Körper (2) in dem Bereich der Deckfläche (4) und/oder in dem zu der Deckfläche (4) benachbarten Bereich der Mantelfläche (6) zumindest teilweise einen Kleber oder ein Klebeelement aufweist.
Befestigungsanordnung (11), mit - einer Schraubenmutter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, - mit einer Senkung (16) in einer Oberfläche (14) eines zu befestigenden Bauteils (12), wobei die Form der Senkung (16) zu der Form des Körpers (2) der Schraubenmutter (1) korrespondiert, wobei die Schraubenmutter (1) in einem befestigten Zustand derart in der Senkung (16) angeordnet ist, dass die Grundfläche (3) der Schraubenmutter (1) bündig ist mit der Oberfläche (14) des Bauteils (12).
Befestigungsanordnung (11) nach Anspruch 10, bei dem die Form der Senkung (16) derart zu der Form der Schraubenmutter (1) korrespondiert, dass ein Winkel (β), der in einem Längsschnitt durch eine Verlängerung der Fläche der Senkung (16) gebildet wird, kleiner ist als der Winkel (α) der Mantelfläche (6) der Schraubenmutter (1).