DE2310000A1

DE2310000A1 - Unloesbare selbstgehemmte mutter

Info

Publication number: DE2310000A1
Application number: DE19732310000
Authority: DE
Inventors: Jacques Layeillon
Original assignee: Simmonds SA
Current assignee: Simmonds SA
Priority date: 1972-03-23
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1973-09-27
Also published as: ES217118U; FR2177202A5; GB1376851A; IT979263B; ES217118Y

Description

YD/HB/UMR/22.093
5.2.1973

SIMMONDS S.A.

5, rue Michelet

92 153 - SURESNES/ FRANKREICH

"Unlösbare selbstgehemmte Mutter."

Die vorliegende Erfindung behandelt in allgemeiner Weise Muttern und insbesondere eine unlösbare selbstgehemmte Mutter, die ein durch die Einwirkung eines Schellkopfes auf die obere Fläche oder der Lagerfläche der Mutter gegenüberliegende Fläche verformtes Gewinde besitzt.

Es ist bereits eine grosse Anzahl von Muttern bekannt, deren Gewinde auf die eine oder andere Weise deformiert ist, damit sich allmählich mit dem Aufschrauben ein Selbstfestziehen einstellt, und genauer gesagt, damit das deformierte Gewinde der Mutter progressiv mit dem Schraubengewinde während des Aufschraubens zusammenwirkt. Derartige Gewindemuttern, die durch elliptische Deformierung des Gewindes oder durch Spannbacken, die radial und regelmässig das Gewinde zur Mutterachse hin deformieren, festgezogen sind, sind bereits bekannt.

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Es ist weiterhin bekannt, mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges auf die obere Fläche einer Mutter einen axialen Druck auszuüben, damit das Gewinde axial verformt wird. In diesem Falle sind die Gewindegänge der Mutter eingedrückt und mehr oder weniger direkt mit den Gewindegängen der Schraube während des Aufschraubens in Berührung.

Unter den soeben aufgezählten Muttern mit verformtem Gewinde sind noch die Muttern zu nennen, bei denen im oberen Bereich ein querlaufender Schlitz ausgeführt ist, wonach man den genannten oberen Teil zusammendrückt, der sich dann gegen den unteren Teil der Schraube legt, wobei eine mehr oder weniger axiale Verschiebung der Gewindegänge des oberen Teiles der Schraube bewirkt wird. Man könnte noch die Schrauben mit nur radialer Verformung des Gewindes aufführen, die in ihrem oberen Teil eine Krone aus mit Gewinde versehenen Zapfen tragen, die man dann zur Schraubenachse, mit Hilfe eines geeigneten Werkzeuges, biegen kann.

Bei den an erster Stelle genannten Schrauben mit einem Querspalt, hat man festgestellt, dass sie zerbrechlich sind und an der Stelle, an der der obere Teil der Mutter an den unteren Teil anschliesst, eine Bruchstelle aufweisen. Bei den an zweiter Stelle aufgeführten Muttern wurde festgestellt, dass die rein radiale und Querverformung des Gewindes hinsichtlich des Selbstfestziehens manchmal unzureichend war und zu Muttern mit verhältnismässig hohen Kosten führte, die zudem klemmen können.

Was schliesslich die Muttern mit axial durch einen auf die obere Fläche der Mutter ausgeübten Pressschlag verformtem Gewinde angeht, ergab sich, dass das axiale Eingedrücktsein der Gewindegänge nicht ganz gleichmässig war und eine derartige axiale Verformung der Gewinde schwer zu beherrschen war.

Im letzten Fall war die Gewindeverformung unbestimmt und nicht über der gesamten Gewindehöhe progressiv. Eine lokalisierte Verformung der Gewindegänge der Schraube konnte nicht zuverlässig versichert werden und erwies sich in jedem Fall als schwierig be-

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herrschbar.

Die vorliegende Erfindung hat daher zum Ziel,eine äusserst einfache und mit sehr geringen Kosten herstellbare Mutter hervorzubringen, die den Unzulänglichkeiten der vorher erwähnten bisher bekannten Muttern hinsichtlich der Gewindeverformung abhilft und darüber hinaus ein ausgezeichnetes Verhalten bei Vibrationen aufweist und keine örtlich verformten Gewindegänge besitzt, was den Vorteil bietet, dass das Gewinde der Schraube nicht verformt wird und vorteilhafterweise jedes Klemmen unter Wirkung der Vibrationen verhindert wird.

Wie im Folgenden erklärt werden wird, ist die Druckverteilung zwischen dem Gewinde der Mutter und dem der Schraube über der gesamten Gewindehöhe der Mutter ausgezeichnet.

Die Erfindung hat genau genommen eine unlösbare selbstgehemmte Mutter zum Gegenstand, die ein Gewinde besitzt, das durch die Schlagwirkung eines Werkzeuges auf die obere Fläche oder die der Auflagefläche der genannten Mutter entgegengesetzten Fläche verformt worden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die obere konische oder gewölbte Fläche der Mutter drei im gleichen Abstand voneinander liegende Eindrücke aufweist, die von dem Werkzeug herrühren und von denen jeder die Form zweier im wesentlichen konzentrischer Halbbögen hat, wobei der innere Bogen einen · kleineren Zentriwinkel einschliesst als der äussere Kreisbogen.

Durch diese Eindrücke sehr besonderer Form wird erreicht, dass das Gewinde gleichzeitig und regelmässig sowohl axial als auch radial von der oberen Fläche der Mutter bis zu seiner Auflagefläche verformt wird.

Einem anderen Merkmal der Erfindung zufolge hat die obere Fläche der Mutter eine konische Oberfläche, deren Scheitelwinkel' im wesentlichen 120° oder etwas weniger als 120° beträgt.

Die erfindungsgemasse Mutter ist weiterhin dadurch gekenn-

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zeichnet, dass die genannten Eindrücke auf der oberen Fläche der Mutter eine ringförmige Lippe zwischen dem genannten inneren und kleineren Kreisbogen des Eindruckes und dem Umfang des Gewindes hinterlassen. Einem weiteren Merkmal der Erfindung zufolge hinterlassen die genannten Eindrücke zwischen der Umfangslinie der Mutter und dem genannten äusseren Kreisbogen einen konischen oder gewölbten Bereich, der zum Mutterrohling gehört.

Die Erfindung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Eindrücke, die zwischen dem äusseren und inneren Kreisbogen ausgebildet sind, einen Bereich aufweisen, der im wesentlichen um 20° zur Horizontalen geneigt und von einem der ringförmigen Lippe unmittelbar zustrebenden Bereich gefolgt ist.

Wie bereits oben ausgeführt wurde wird die gleichzeitig ausgeführte axiale und radiale Verformung der Gewindegänge regelmässig von der Auflagefläche der Mutter bis zu deren oberen Fläche deutlicher.

Die Erfindung hat weiterhin ein Werkzeug zum Gegenstand, mit dem eine derartige Mutter hergestellt werden kann, und welches drei Dorne aufweist, von denen jeder einen bezogen auf die Horizontale um 20° geneigten Bereich aufweist, der von einer Abschrägung gefolgt ist, die den genannten steilen Bereich der Eindrücke bewirkt.

Eine erfindungsgemäss hergestellte Mutter bewirkt folglich die Verringerung des Spieles der Gewindegänge der Mutter auf den Gewindegängen der Schraube, wodurch ein selbsthemmendes Kräftepaar entsteht, das über der gesamten Mutterhöhe verteilt ist. Dieser Vorteil rührt insbesondere daher, dass das Gewinde nicht örtlich und mehr oder weniger zufällig verformt ist, wie dies der Fall bei der Mehrzahl der bisher verwendeten Muttern war.

Die Erfindung betrifft ferner die Verbindungen, die wenigstens eine Mutter verwenden, die den oben genannten Eigenschaften entspricht. 309839/0395

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in Zeichnungen veranschaulichten Beispieles näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht, gesehen in Richtung des Pfeiles 1 der Fig. 3, eine erfindungsgemässe Mutter ;

Fig. 2 zeigt ebenfalls in Seitenansicht die in der Fig. 1 dargestellte Mutter, die jedoch jetzt um im wesentlichen 90° gedreht und in Richtung des Pfeiles II der Fig. 3 gesehen ist ;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Mutter ;

Fig. 4 ist ein Schnitt durch die Mutter in Richtung der Linie IV-IV der Fig. 3 und zeigt ausserdem einen Bereich des Werkzeuges zur Herstellung der genannten Mutter ;

Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V der Fig. 1.

In den beigefügten Zeichnungen sieht man, dass eine erfindungsgemässe und ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellende Mutter 1 auf ihrer oberen Fläche 2, die vorzugsweise konisch ist, drei in gleichen Abständen voneinander liegende Eindrücke 3 aufweist, die von einem schellkopfartigen Werkzeug herrühren, das auf die obere Fläche 2 der Mutter einwirkte und von dem ein Bereich in Form eines Dornes 4 auf der Fig. 4 gezeigt ist.

Wie aus der Fig. 3 deutlicher hervorgeht, wird jeder Eindruck von zwei im wesentlichen konzentrisch zueinander liegenden Kreisbögen gebildet, von denen der Kreisbogen 5 innen und der Kreisbogen 6 aussen liegt. Letzterer ist länger als der innere Kreisbogen 5» Die Enden der beiden Kreisbögen 5 und 6 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch zum Mutterzentrum hin gekrümmte Linien 7 verbunden.

Wie man deutlicher in der Fig. 4 sieht, besitzen die Eindrücke 3 einen im wesentlichen um 20° zur Horizontalen (durch den

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Winkel ρ gekennzeichnet) geneigten Bereich, auf den ein steil verlaufender Bereich 3b folgt, der von der Form des Schellkopfes 4 herrührt, der eine entsprechende Abschrägung 4a besitzt. Man erkennt, dass eine ringförmige Lippe 15 von dem Schellkopf 4 zwischen dem Bereich 3b der Eindrücke 3 und der Umfangslinie des Gewindes zurückgelassen wurde. Man bemerkt weiterhin, dass das Werkzeug 4 zwischen der Umfangslinie 11 der Mutter und dem geneigten Bereich 3a des Eindruckes einen konischen Bereich 2a hinterlassen hat, der zu dem Mutterrohling gehört, d.h. zur oberen konischen Fläche der Mutter, bevor diese verformt wurde. Selbstverständlich ist dieser konische Bereich 2a mehr oder weniger wichtig und kann auch,ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, weggelassen werden. Dies hängt offensichtlich von der Art des verwendeten Schellenkopfes ab.

In der Fig» 1 ist erkennbar, dass die obere gewölbte Fläche der Mutter bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine konische Oberfläche aufweist, deren Scheitelwinkel im wesentlichen 120° beträgt. Es wurde jedoch festgestellt, dass auch ein Winkel in der Nähe von 110° ausreicht, um eine erfindungsgemässe Mutter zu erzielen.

In der Figo 5 ist die Verformung des Gewindes der Mutter 1 mit Hilfe der Eindrücke 3 dargestellt. Wie deutlich aus dieser Figur hervorgeht, weist das Gewinde im Querschnitt die von der geschlossenen und voll ausgezogenen Linie 16 gezeigte Form. Zum besseren Verständnis wurde in durchbrochenen Linien ein Kreis 7 gezeichnet, um die zum Schraubenzentrum, den Eindrücken 3 ent sprechend eingedrückten drei Bereiche 16a, 16b und I6c deut licher hervorzuheben. Von neuem sich zur Fig. 4 hinwendend, die im stark vergrösserten Massstab einen Querschnitt der erfindungsge- mässen Schraube in Höhe der Eindrücke 3 zeigt, erkennt man deutlich, wie die Gewindegänge der Mutter von ihrer oberen Fläche 2 bis zu ihrer Auflagefläche 8 verformt sind. Um diese Verformung deutlicher herauszustellen, wurde dem Gewinde der Mutter dessen theoretisches Profil überlagert, d.h. das Profil, das diese vor der Verformung besass. Dieses theoretische Profil ist durch die

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gebrochenen Linien 9 dargestellt. Auf diese Weise wird deutlich, dass die Gewindegänge 10 der erfindungsgemässen Mutter radial und axial von der oberen Fläche 2 der Mutter, bis zu deren Auflagefläche 8, verformt sind. Man erkennt ferner, dass diese axiale und radiale Verformung regelmässig ist und progressiv von der oberen Fläche 2 bis zur unteren Fläche 8 abnimmt.

Diese axial und radial gleichmässige Verformung wird erfindungsgemäss durch einen einzigen, mit Hilfe eines Werkzeuges 4 axial geführten Pressschlag erzielt. Dieses Werkzeug lässt auf der oberen Fläche 2 der Mutter 1 die sehr charakteristischen, bereits beschriebenen Eindrücke zurück und trägt dazu bei, das Gewinde zu verformen, indem es die Materie radial zur Achse der Mutter hin zurückdrückt und dabei ein axiales und progressives Eindrücken der Materie gewährleistet. Dabei ist die besondere Form der Eindrücke 3 sehr wichtig, die,wie der Querschnitt der Fig. 4 zeigt, das axiale Zusammendrücken des Schraubenkörpers gewährleistet. Dieses axiale Zusammendrücken ist mit einem radialen Zurückdrängen von Materie zu dem Zentrum der Mutter hin verbunden.

Wie die Fig. 4 deutlich zeigt, besitzt das Gewinde der erfindungsgemässen Mutter keine örtlichen Verformungen, wie sie z.B. die bekannten Muttern radialer Verformung aufweisen, sondern ist axial und radial regelmässig wegen der Progressivität der axialen und radialen Verformung, die durch die axiale Einwirkung des Schellkopfes 4 auf die obere Fläche 2 der Schraube 1 erzielt wurde, verformt.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt die Mutter 1 sechs Seitenflächen 11, könnte jedoch ebensogut eine grössere oder kleinere Anzahl von Seitenflächen haben,oder, hinsichtlich ihres Umfanges, ganz anders geformt sein,ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Mit Hilfe der Erfindung wurde folglich eine unlösbare, selbstgehemmte, äusserst einfach herzustellende und ,verglichen

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mit den bisher verwendeten Muttern, wenig kostspielige Mutter hergestellt. Diese Mutter gewährleistet wegen der regelmässigen und progressiven, axialen und radialen Verformung ihres Gewindes eine über der gesamten Mutterhöhe sehr homogene und gleichförmige Verteilung der Drücke der das Muttergewinde darstellenden Gewindegänge auf die Gewindegänge der Schraube, sodass eine Mutter erzielt wird, die ein ausgezeichnetes Verhalten bei Vibrationen zeigt und von jedem Klemmen unter deren Wirkung frei ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

My - Unlösbare selbstgehemmte Mutter mit einem unter der Schlagwirkung eines Werkzeuges auf die obere oder der Auflagefläche der Mutter entgegengesetzte Fläche verformten Gewinde, dadurch gekennzeichnet, dass die obere konische oder gewölbte Fläche (2) der Mutter (1) drei gleichweit voneinander entfernte Eindrücke (3) besitzt, die von dem Werkzeug herrühren und jeweils von zwei im wesentlichen konzentrischen Kreisbögen (5, 6) begrenzt werden, wobei der innere Kreisbogen (5) einen kleineren Zentriwinkel als- der äussere Kreisbogen (6) hat.
2. - Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ihre

obere Fläche (2)eine konische Oberfläche hat, deren Scheitelwinkel im wesentlichen 120 Grad beträgt.
3. - Mutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass

die genannten Eindrücke (3) auf der oberen Fläche (2) der Mutter (1) zwischen dem genannten inneren Kreisbogen (5) und dem Gewinde eine ringförmige Lippe (15) hinterlassen.
4. - Mutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Eindrücke (3) auf der oberen Fläche (2) der Mutter (1) zwischen dem Umfang der Mutter (1) und dem äusseren Kreisbogen (6) einen konischen oder gewölbten Bereich (2a) stehen lassen, der zum Mutterrohling gehört.
5. - Mutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Eindrücke (3)zwischen den beiden genannten Kreisbögen (5, 6) einen um 20° zur Horizontalen geneigten Bereich (3a) besitzen, auf den ein steiler Bereich (3b) folgt, der zu der ringförmigen Lippe (15) hinläuft. 309839/0395
6. - Mutter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindegänge axial und ebenfalls radial zur Achse der Mutter hin, in der Höhe der genannten Eindrücke (3)> verformt sind.
7. - Mutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die

axiale und radiale Verformung der Gewindegänge gleichzeitig und regelmässig von der oberen Fläche (2) der Mutter (1) zu deren Auflagefläche (8), abnimmt.

8ο - Zusammenbau, der wenigstens eine Mutter nach einem der vorangehenden Ansprüche verwendet.

9· - Werkzeug zur Ausführung von drei Eindrücken auf der oberen gewölbten oder konischen Fläche (2) einer Mutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es drei Dorne (4) besitzt, von denen jeder einen im wesentlichen um 20° zur Horizontalen geneigten Bereich aufweist, auf den eine Abschrägung (4a) folgt, die den genannten steilen Bereich (3b) der Eindrücke (3) erzeugt.

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