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Verfahren zur Herstellung
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selbstsichernder Hutmuttern Das Hauptpatent bezieht sich auf ein
Verfahren zur Massenfertigung von genormten Hutmuttern im Wege der elektrischen
Verschweißung einer normalen Mutter mit einer aus Blech gezogenen Hutkappe. Zu diesem
Zweck verwendete man bislang stets eine an ihrer Randung mit einem nach außen umgebördelten
Flansch versehene Kappe, die genau auf die Oberfläche einer Flachmutter aufgesetzt
und mit dieser im Buckelschweißverfahren verbunden wurde. Eine derartig zustandegekommene
Hutmutter entsprach Jedoch weder in ihrer Form noch in bezug auf die Festigkeitseigenschaften
der zuvor aus Vollmaterial gedrehten Normalausführung.
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In Anbetracht dieser Unzulänglichkeiten ist gemäß der Erfindung nach
dem Hauptpatent vorgesehen, die Randung der Hutkappe an ihrer Außenkante mit einer
Abschrägung zu versehen und zur Bildung einer einseitig innengelegenen Eckstumpfnaht
gegen die normale Mutter zu pressen, wozu sich der dabei vorgesehene Schweißvorgang
definiert in eine (stromlose) Vorpreßphase, die eigentliche Schweißphase und eine
Nachhaltephase aufgliedert.
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Nach einem derartigen Verfahren gelangt man auf außerordentlich einfachem
Wege zu einer vollkommen form- und maßgerechten Hutmutter, die auch in ihren Festigkeitseigenschaften
der einteilig gedrehten Ausführung in jeder Weise gleichwertig ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht das
Verfahren nach dem Hauptpatent zudem in fortschrittlicher Weise sowie erstmals die
Herstellung einer einteiligen Hutmutter, welche in sich selbstsichernd ausgebildet
ist.
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Die zu diesem Verwendungszweck bekannten selbstsichernden Hutmuttern
nach DIN 986 setzen sich nämlich durchweg aus einer Spezialmutter mit einem darin
festsitzenden gewindelosen Sicherungsring aus Polyamid oder Vulkanfiber und einer
Hutkappe zusammen, um deren angeformte Wulstrandung in einem besonderen Arbeitsgang
ein wiederum der Mutter angedrehter Kragen mechanisch angebördelt wird. Aufgrund
dessen besitzen diese Ausführungen keineswegs diejenige Festigkeit, wie sie eine
einteilige Ausführung aufweisen würde. Zum anderen sind diese
zweiteilig
hergestellten Hutmuttern nur in einem Temperaturbereich zwischen - 700 C und + 1300
C anwendbar.
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Um in dieser Beziehung zu wesentlich besseren Eigenschaften zu gelangen,
ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, eine normale Metallmutter durch
Kaltverformung im Bereich ihres Gewindes mit einem ringförmigen Ansatz zur losen
Halterung der an ihrer Außenkante abgeschrägten Hutkappe zu versehen, danach diesen
Ansatz zur Gewährleistung der erforderlichen Sicherungskraft konzentrisch zusammenzupressen
und die beiden Teile daran anschließend zur Ausbildung einer zwischen Kappe und
Ansatz entstehenden Eckstumpfnaht in einem sich in mehrere Phasen aufgliedernden
Stumpfschweißvorgang homogen miteinander zu verbinden.
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Auf diese Weise erhält man eine Ganzmetallmutter, die sämtliche Eigenschaften
der einteilig gedrehten Ausführung aufweist und zudem als Hutmutter in fortschrittlicher
Weise selbstsichernd ausgelegt ist. Diesbezüglich entsteht durch den zusammengepreßten
Ansatz der Mutter in deren oberen Gewindebereich ein langsam ansteigender Anpreßdruck
und ein entsprechendes Reibungsmoment zwischen Mutter und Schraube und neben der
radialen Verspannung eine Kraft in axialer Richtung, welche die Gewindegänge der
Mutter gegen die tragenden Gewindeflanken der Schraube anpreßt0 - Dieser Vorgang
wird durch die gemäß der Erfindung
aufgeschweißte Hutkappe in keiner
Weise beeinträchtigt, da sich die einseitig innengelegene Eckstumpfnaht innerhalb
des geringfügigen Spielraums zwischen dem konischen Ansatz der Sicherungsmutter
und der dazu definiert aufgepreßten Hutkappe ausbilden kann. Auf diese Weise wird
das gesamte Innengewinde der Mutter geschützt und zugleich eine Nachbearbeitung
des so entstandenen Gebildes auf beiden Seiten überflüssig. Darüber hinaus weist
die erfindungsgemäß als selbstsichernd zustande gekommene Hutmutter erstmals und
alleinig die Form- und Festigkeitseigenschaften einer einteilig gedrehten Ausführung
auf, die sich - von dem weitaus größeren Fertigungs- und Materialaufwand abgesehen
- noch dazu überhaupt nicht selbstsichernd auslegen ließ.
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In der anliegenden Zeichnung ist entsprechend der Darstellung im Hauptpatent
als Ausführungsbeispiel der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Massenfertigung
einer selbstsichernden Hutmutter aus zwei elektrisch miteinander zu verschweißenden
Teilelementen dargestellt. - Hierbei zeigt Fig. 1 die oberseitig im Bereich des
Innengewindes 1 mit dem ringförmigen Ansatz 2 versehene Sechskant-Metallmutter 3
und die gesondert aus Blech gezogene Hutkappe 4 mit der nach außen abgeschrägten
Schweißkante 5 vor der Zusammenführung beider Teile zum Zweck des Verschweißens.
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Gemäß der Darstellung in Fig. 2 ist der ringförmige Ansatz 2 der Mutter
3 (in Fig. 1) zunächst konzentrisch nach innen eingedrückt worden, wodurch die Mutter
3 im Bereich der obengelegenen Gewindegänge 1 den beabsichtigten Sicherungseffekt
erhält, Daran anschließend wird die Hutkappe 4 auf die Stirnfläche der Mutter 3
aufgesetzt, wobei die beiden Teile durch den ringförmigen Ansatz 2 der Mutter 3
ganz von selbst in die fertigungsgerechte Lage zueinander gelangen. Danach werden
die Teile mit Hilfe der Elektroden des Stwnpfschweißautomaten unter einem Druck
von etwa 400 kg fest aufeinander gepreßt. Schaltet sich dann nach der Vorpreßphase
von 0,04 sek über eine Dauer von 0,06 sek selbsttätig der elektrische Strom ein,
so gelangt die abgeschrägte Randung der Hutkappe 4 ebenso wie die Stirnfläche der
Mutter 5 an der
kreisringförmigen Kontaktstelle zum Schmelzen, wobei sich die beiden Teile unter
Bildung einer einseitig innengelegenen Eckstumpfnaht 6 homogen miteinander verbinden.
Im Verlauf dieses Vorgangs verkürzt sich die dazu in ihrer Höhe entsprechend länger
bemessene Kappe 4 auf das vorgeschriebene Endmaß. Die benötigte Leistung des Schweißautomaten
liegt hierbei für metrisches Gewinde bis M 12 und den angegebenen Zeiten etwa bei
50 kVA. An die Schweißphase schließt sich dann nochmals eine Nachhaltephase von
0,06 sek Dauer an, um die Auswirkung schädlicher Schrumpfspannungen zu verhindern.
Danach ist die zwischen der Hutkappe 4 und dem ringförmigen Ansatz 2 der selbstsichernden
Metallmutter 3
entstandene Rundnaht 6 den gleichen Belastungen gewachsen,
wie dies bei einer einteilig gedrehten Hutmutter der Fall ist, von der sich die
erfindungsgemäß geschweißte Ausführung auch äußerlich ohne weitere Nachbearbeitung
nicht mehr unterscheidet.
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* * * * * 1 Patentanspruch, 2 Figuren.
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