DE2052985C - Bis zu einem vorbestimmten Drehmoment festziehbare Schraubenmutter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bis zu einem bestimmten Drehmoment festziehbare Schraubenmutter mit Schlüsselanzugsflächen, insbesondere aus Kunststoff.

Bei Ruhr- und Installationsarmaturen werden in steigendem Maße Kunststoffmaterialien an Steile von gewöhnlichen Metallarmaturen verwendet; bestimmte Armaturarten benötigen eine oder mehrere Schraubenmuttern, um Rohre in ihrer Lage zu sichern. Es ist häufig nötig, einige Formen von Pakkungs- oder Dichtungsmaterial zu verwenden, um St^römungsmiUe!dichtigkeit eines Anschlusses zu gewährleisten, der mit solchen Armaturen gebildet ist; gewöhnlich werden faserförmige Packungs- oder Gummidichtungsringe im Innern der Schraubenmutter verwendet, so daß das Anziehen der Mutter das Dichtungsmaterial zusammendrückt.

Bei der Verwendung von Kunststoffen wie Acetal-Mischpolymeren, die einen niedrigeren Reibungskoeffizienten als Messing haben, hat sich in der Praxis herausgestellt, daß an die Mutter durch einen Schraubenschlüssel ein ausreichendes Drehmoment angelegt werden kann, um das Dichtungsmaterial durch den Spalt zwischen dem Rohr und der Rückseite der Schraubenmutter zu drücken, wodurch die Wirksamkeit des Dichtungsmaterials herabgesetzt wird.

Es ist zur Vermeidung eines Überziehens einer Schraubenmutter bekannt (USA.-Patentschrift 2 685 812), diese in Form einer kombinierten Metall-Kunststoffmutter auszubilden, die zwei konzentrische Ringabschnitte mit aneinander passenden Flächen aufweist, die von komplementären Zähnen ji-.'bildel sind. Der innere Ringabschnitt besteht aus Mcull mit Innengewinde, während der äußere Ringabschniit aus Kunststoff besteht und auf der Innenseite eines hexagonalen Mctallrings befestigt ist. Die Zähne greifen übereinander, wobei die Drehung des inneren Abschnitts aufhört, wenn ein vorgegebenes Drehmoment bei Anwenden eines an den hexagonalen Metallring angesetzten Schlüssels beim Anziehen der Mutter überschritten wird. Dieser Aufbau der Schraubenmutter ist verhältnismäßig kompliziert und vergleichsweise teuer in der Herstellung, da zwei Metallabschnitte und ein Kunststoffabschnitt notwendig ist.

Es ist ferner one Schraubenmutter bekannt (USA.-Patentschrift 3 431 812), die an ihrer unteren Seite einen zylindrischen, gewindelosen Abschnitt

%5 hat, wobei der Boden des zylindrischen Abschnitts eine konische Fläche besitzt, so daß zuerst die Außenkante der Mutter eine Anschlagflächc oerührt. In der Außenflache des zylindrischen Abschnitts befindet sich eine Ringnut, wobei das Material der

ao Mutter an der Basis der Ringnut beim Anziehen der Mutter verfortm wird, um die axiale Weite der Nut bei einem gegebenen Drehmoment zu verringern. In der Nut befindet sich ein ausqueischbares Material, das sichtbar anzHgt, daß sich die Nut in der Weite

»5 vermindert Diese Anordnung ist weniger aufwendig als diejenige der vorbeschriebenen mehrteiligen Schraubenmutter, jedoch kann Überziehen der Schraubenmutter nicht ausgeschlossen werden, wenn das Sichtzeichen nicht bemerkt oder nicht beachtet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine bis zu einem vorbestimmten Drehmoment festziehbare Schraubenmutter zu schaffen, die bei einstöckigem Aufbau zuverlässig ein Überziehen verhindert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schlüsselansatzflächen an ihren in Festziehdrehrichtung vorderen Enden je eine elastische, bei dem gewünschten Drehmoment ihre Lage ändernde Zunge aufweisen, die durch einen etwa parallel zur je weil igen Schlüsselansatzfläche geführten Einschnitt gebildet ist. Bei Erreichen des zulässigen Drehmoments werden die Zungen so weit verbogen, daß die Schlüsselansatzflächen von der Schraubenmutter abrutschen, so daß es unmöglich ist, die Schraubenmutter zu überziehen. Darüber hinaus kann diese Schraubenmutter in einfacher Weise in einem Stück im Spritzgußverfahren hergestellt werden.

Beim Ansetzen eines Schraubenschlüssels zum Drehen einer Schraubenmutter stützen sich die

So Schlüsselbacken hauptsächlich auf das in Festziehdrehrichtung vorne liegende Ende der Schlüsselansatzflächen, was durch den notwendigerweise etwas losen Sitz des Schraubenschlüssels auf der Schraubenmutter bedingt ist, der ein einfaches Ansetzen erlaubt. Die angelegte Kraft wird dabei auf zwei relativ kleine Flächenabschnitte konzentriert, wenn ein einfacher offener Schraubenschlüssel Anwendung findet. Werden diese Flächenabschnitte erfindungsgemäß elastisch ausgebildet, so muß der Schraubenschlüssel abrutschen, sobald er durch elastisches Ausweichen dieser Abschnitte nicht mehr den notwendigen Halt findet. Das elastische Ausweichen entspricht der Verringerung des Abstandes zwischen den Ansatzflächen des Schlüssels, so daß dieser die Mutter nicht länger festhalten kann.

Die Zungen können an jeweils abwechselnd aufeinanderfolgenden Schlüsselansatrflächen vorgesehen sein. Durch Berechnung oder empirische Ermittlung

2 052

werden Länge und Stärke der Zunge so bestimmt, daß die Verbiegung der Zunge unter dem maximal zulässigen Drehmoment gleich der Differenz zwischen dem Abstand der Schlüsselbacken und dem Abstand zwischen diametral gegenüberliegenden Ekken der Schraubenmutter ist, wobei die Verbiegung für jede Zunge die Hälfte dieser Differenz ist. Die Last, bei dbr jede Zunge diese Verbiegung erreicht, hängt davon ab, ob ein offenendiger Schlüssel oder ein Ring- oder Steckschlüssel Anwendung findet Bei einem offenendigen Schlüssel wird das gesamte Drehmoment über zwei Zungen übertragen, bei einem Steckschlüssel über sechs Zungen im Falle einer hexagonalen Mutter.

Für den Fall, daß eine Schraubenmutter lediglich mit einem offenendigen Schlüssel zu handhaben isi, kann für jedes Paar von einander gegenüberliegenden Schlüsselansatzflächen nur eine Zunge vorgesehen sein, st) daß ein Schraubenschlüssel bei Verbiegung dieser Zunge nur an einer Ecke der Schraubenmutter abrutscht. Vorteilhaft befinden sich die Zungen an jeweils abwechselnd aufeinanderfolgenden Schlüsselansatzflüchen.

Zur E^:.rhiihung des Spiels zwischen den Backen des Schraubenschlüssels und den Schlüsselansatzflächen kann jede Schlusstlansatzfläche von ihrem in Festziehdrehrichtung vorderen Ende ausgehend, bis zu dem entgegen der Festziehdrehrichtung nächst folgenden Einschnitt zunehmend radial nach inner versetzt sein, derart, daß die freien Enden der Zungen über die benachbarten Schlüsselansatzflächen vorstehen In diesem Fall liegen somit die Schlüsselansatzflächen zunehmeno unterhalb ihrer ursprünglichen Ebene.

Erfindungsgemäße Schraubenmuttern sind insbc-■ sondere bei Rohrinstallaiionen, insbesondere bei Vollkunststoffsystemen anwendbar.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer hexagonalen Schraubenmutter;

F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht im Querschnitt, und

F i g. 3 zeigt eine Draufsicht eines Teils einer Schraubenmutter nit hinterschnittenen oder zurückgesetzten Seiten.

Die Schraubenmutter 1 ist ein gegossenes Sechseck aus Acetal-Mischpolymeren mit einem Standardmaß für Rohrarmaturmuttern und besitzt eine Innenbohrung 2 mit Rechtsgewinde; die Bohrung ist durch die Schulter 3 an einer Mutterstirnfläche im Durchmesser verringert. Die Schraubenmutter 1 hat sechs Schlüsselansatzflächen 4.

In jeder Schlüsselansatzfläche4 ist ein Einschnitt 5 vorgesehen, der sich zwischen den beiden Stirnflächen 6 und 7 erstreckt und so eine Zunge 8 bildet. Die Weite des Einschnitts 5 reicht aus, um dem freien Ende 9 der Zunge 8 die erforderliche Verbiegung zu ermöglichen, ohne die Einschnittsöffnung zu 6a schließen. Die Länge der Zunge 8, die durch die Tiefe des Einschnitt > 5 bestimmt ist, und ihre' Stärke sind derart proportioniert, daß es der Zunge möglich ist, sich unter eip*r Kraft, die größer als das gewünschte maximale Drehmoment ist, in den Einschnitt zu biegen, und zwar um ein solches Maß, daß der Absland X in F i g. 1 gleich oder geringer als der senkrechte Abstand zwischen den Backen eines auf die Schraubenmutter passenden Siandardschlüssels wire⁴.

Beim Gebrauch ist die Schraubenmutter in der Bohrung 2 mit einem Dichtungsmaterial, beispielsweise einem O-Gummiring 10 versehen, wobei ein Rohr 11 durch die Bohrung in eine Rohrarmatur 12 läufL auf die die Schraubenmutter geschraubt wird. Die Backen eines Schlüssels ergreifen einander gegenüberliegende Schlüsselansatzflächen 4 im Uhrzeigersinn. Wenn der Drehwiderstand der Schraubenmutter bei Drehung in Festziehdrehrichtung wegen des Erfassens des Dichtungsmateria'ls zwischen dem Anschlag 3 und der Rohrarmatur 12 ansteigt, nimmt das von dem Schlüssel angelegte Drehmoment zu. wodurch die Zungen 8 proportional nach innen verbogen werden. Sobald der O-Ring 10 voll zusammengedrückt ist. nimmt das erforderliche Drehmoment für weiteres Festziehen stark zu. so daß die Zungen 8 derart verböge werden, daß der Ah stand X für die Schlüsselbai ken klein genug wird und letzlere über die verbogene Räche der Zungen abrutschen. Wenn die angelegte Kr^ft aufgehoben wird, kehrt die Zunge in ihre ursprüngliche Lage ?uiück.

Sollte es notwendig sein, die Schraubenmutter /u lösen, wobei die Lage der Schlüsselbacken urnijekehrt ist, wird die angelegte Kraft auf das in Fest/iehdreh· richtung hintere i-der entgegengesetzte Hnde der Schlüsselansatzflächen 4 unter Einschluß des freien Endes der Zunge 8 konzentriert, die unter Druck gesetzt und nicht bedeutend verbogen wird. Das maximale Drehmoment wird ausgeübt, um den Beginn der Drehung der Mutter /u bewirken; danach fällt das Drehmoment schnei! ab.

Der Einschnitt S muli nicht gemäß Zeichnung parallel zur Schlüsselansatzfläche 4 verlaufen, er kann auch in einem kleinen Winkel zu dieser Fläche liegen

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 3 dargestellt, in der die Schraubenmutier 1 Schlüsselansatzflächen 13 hat, die in einem kleinen Winkel zu der Ebene liegen, die die Kanten 14 am Schnitt der Schlüsselansatzfläche verbindet. Die Schlüsselansatzfläche 13 endet an ihrem Schnitt mit dem Einschnitt 5 wobei das freie Ende 9 der Zunge 8 über die diese Fläche enthaltende Ebene vorsteht. Jede Schlüsselansatzfläche 4 ist somit von ihrem in Festziehdrehrichtung vorderen Ende ausgehend bis zu dem entgegen der Festziehdrehrichtung nächstfolgenden Einschnitt zunehmend radial nach innen versetzt. Bei Benutzung wirken die Backen des Schlüssels auf die Ecken 14 beim Anziehen der Schraubenmutter und auf das freie Ende 9 der Zunge 8 beim Lösen, wobei wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform das Spiel zwischen den Schlüsselbacken und der Schlüsselansatzfläche erhöht wird. In einer Modifikation der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist die Schlüsselansatzfläche 13 nicht eben und kann sich beispielsweise zwischen der Ecke 14 und dem Einschnitt J krümmen.

Die Erfindung ist ebenfalls bei Schraubenmuttern anwendbar, die zylindrische Seiten mit vier oder sechs Vorsprüngen von den Seiten besivzen, die derart angeordnet sind, daß sie in die Backen eines Schlüssels eingreifen. Solche Vorsprünge sind in ihrer Form gewöhnlich halbzylindrisch; erfindungsgcmüß ist jeder Halbzylinder oder jeder zweite Halbzylinder über ^reine gesamte Länge hintcrschnitlen, um eine

Aussparung analog dem Einschnitt 5 in den vorstehend beschriebenen Ausführungsfonnen zu bilden.

Eine erfindungsgemäße Schraubenmutter, die angeschraubt ist, wobei die freien Enden der Zungen eine Schleppkantc bezüglich der Festzichdrehrich-

tung bilden, kann nicht leicht, wenn überhaupt, mit einem offenendigen Schlüssel abgeschraubt werden. Es besteht daher ein Vorteil darin, eine derartige Schraubenmutter auf diese Weise zur Sicherheil oder für Sicherungsanwendungen zu benutzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

2 052 98; Patentansprüche:

1. Bis zu einem vorbestimmten Drehmoment festziehbare Schraubenmutter mit Schlüsselansatzflächen, insbesondere aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsselansatzflächen (4) an ihren in Festziehdrehrichtung vorderen Enden je eine elastische, bei dem gewünschten Drehmoment ihre Lage ändernde Zunge (8) aufweisen, die durch einen etwa parallel zur jeweiligen Schlüsselansatzfläche geführten Einschnitt (5) gebildet ist.

2. Schraubenmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (S) an jeweils abwechselnd aufeinanderfolgenden Schlüsselansatzflächen (4* vorgesehen sind.

3. Schraubenmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schlusselansatzfläche (13) von ihrem in Festziehdrehrichtung vorderen f nde ausgehend, bis zu dem entgegen der Festziehdrehrichtung nächstfolgenden Einschnitt (S) zunehmend radial nach innen versetzt ist, derart, daß die freien Enden (9) der Zungen (8) über die benachbarten Schlüsselansatzflächen vorstehen.