DE2638560A1

DE2638560A1 - Sicherungsmutter

Info

Publication number: DE2638560A1
Application number: DE19762638560
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-08-26
Filing date: 1976-08-26
Publication date: 1978-03-02
Also published as: AT360284B; DE2638560B2; DE2638560C3; ATA198777A

Description

Sicherungsmutter
Die Erfindung betrifft eine Sicherungsmutter, das heißt eine Gewindemutter, die auf einem Gewindebolzen gegen selbsttätiges Lösen gesichert ist, sofern der Bolzen die gesamte Mutter axial durchsetzt. Eine derartige Sicherungsmutter weist einen sich an ihren Gewindeabschnitt konzentrisch einesends\ anschließenden Sicherungsabschnitt mit einem axial fixierten, elastischen, in die Verlängerung des Gewindebereiches der Mutter vorspringenden Sicherungselement auf, das an einem Halsfortsatz der Mutter in Umfangsrichtung reibschlüssig gehaltert ist. Die übliche Art des Sicherungselementes ist ein Kunststoffring, in den sich, wenn die Mutter auf einen Gewindebolzen aufgeschraubt wird, das Bolzengewinde einschneidet. Aus Herstellungsgründen ist es erwünscht, daß das Kunststoffmaterial möglichst formstabil ist, was auf Kosten seiner Elastizität geht, so daß eine derartige Mutter nur bei erstmaliger Verwendung eine gewisse Gewähr gegen Seibstiösen bietet. Darüberhinaus verlieren die meisten Kunststoffe bei länger andauernder Einwirkung hoher Temperaturen ihre Elastizität und schrumpfen gar, so daß die Mutter dann ihre selbstsichernde Eigenschaft verliert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mutternherstellung auf einen reinen metallverarbeitenden Vorgang zurückzuführen, die Sicherungseigenschaften der Mutter von Hochtemperatureinflüssen zu befreien, die Mutter so zu gestalten, daß sie vielfach wiederverwendbar ist und insbesondere, die Sicherheit zu erhöhen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt nach einem ersten Lösungsweg in der Weise, daß das Sicherungselement ein Drahtfederbügel ist, der in einer Ringnut des Halsfortsatzes gespannt einliegt und mit den Innenflanken seiner Bügelschenkel den Gewindekern tangiert.
Der Drahtfederbügel ist weitestgehend temperaturunabhängig und kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung aus einem nicht rostenden Werkstoff hergestellt sein. Der Federbügel wird aber überdies beim Aufschrauben der Mutter auf einen Gewindebolzen nicht bleibend verformt sondern spannt den Bolzen lediglich elastisch zwischen seinen Schenkeln und die Schenkel verbindenden Steg ein, so daß die Mutter auch bei vielfacher Wiederverwendung ihre selbstsichernden Eigenschaften nicht verliert.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Drahtfederbügel so zu gestalten, daß sein Steg mit kurzen Bögen in seine zwei Schenkel übergeht und die freien Enden der Schenkel sich mit Abstand voneinander in der Ringnut des Mutternfortsatzes abstützen. Dadurch tangieren drei Stellen des Drahtfederbügels den Bolzengewindekern, während sich der Drahtfederbügel an vier Punkten in der Ringnut der Mutter abstützt.
Nach einem zweiten Lösungsweg erfolgt die Lösung der eingangs gestellten Aufgabe in der Weise, daß das Sicherungselement eine Federstahl-Ringscheibe ist, die mit ihrem äußeren Umfangsbereich in einer Ringnut des Halsfortsatzes einbiegt, daß in die innere Randkante der Ringscheibe ein dem Untergewinde entsprechendes Gewinde eingeschnitten ist und daß der Gewindegang der Scheibenrandkante axial gegenüber dem Muttergewinde um einen geringen, unter der Gewindesteigung des Muttergewindes liegenden Betrag versetzt ist. Mit dieser Ausführungsform wird eine besonders hohe Sicherheit gegenüber einem ungewollten Lösen der Mutter gewährleistet, wobei durch Wahl des Betrages der Gewindeversetzung zwischen Muttergewinde und Scheibengewinde die Möglichkeit besteht, die Festigkeit beliebig "einzustellen"; bei einer Versetzung um etwa die halbe Gewindesteigung ist die Festigkeit am höchsten.
Diese Ausführungsform der Erfindung ist deshalb vor allem für Sicherungsmuttern bestimmt, die extremen Belastungen ausgesetzt werden, wie dies etwa bei stark vibrierenden Motoren (Traktoren) oder Tiefbau-Rüttlern der Fall ist. Wesentlich ist dabei, daß die nur in ihrem äußeren Umfangsbereich eingespannte Scheibe in ihrem wirksamen inneren Bereich eine gewisse Elastizität in axialer Richtung aufweist, wodurch das Einschrauben des Schraubbolzens ermöglicht und der eingeschraubte Schraubbolzen festgehalten wird.
Versuche haben ergeben, daß trotz der hohen Haltekräfte das Gewinde des Schraubbolzens nicht beschädigt wird, so daß eine mehrfache Verwendung möglich ist. Schließlich wirkt die Federstahl-Ringscheibe zusätzlich als Dichtungsscheibe und verhindert das Eindringen von Wasser mit der möglichen Folge einer gefährlichen Eisenbildung.
Beiden Ausführungsformen ist gemeinsam, daß das Sicherungselement beim Einschrauben des Schraubenbolzens eine elastische Verwerfung gegenüber der Drahtbügel- bzw. Ringscheibenebene erhält, wobei die elastische Rückstellkraft des Sicherungselementes gegen die Verwerfung die Haltekraft darstellt Die Zeichnung zeigt bevorzugte Ausführungsbeispiele und zwar Fig. 1: einen vertikalen Schnitt AB durch eine erste Ausführungsform der Sicherungsmutter während des Herstellens, Fig. 2: eine Draufsicht auf diese Mutter von Fig. 1, Fig. 3: einen der Fig. 1 vergleichbaren Schnitt durch die Mutter von Fig. 1 in fertigem Zustand, Fig. 4: eine Draufsicht auf die fertige Mutter von Fig. 1, Fig. 5: einen vertikalen Schnitt AB durch eine zweite Ausführungsform der Sicherungsmutter während des Herstellens, Fig 6: eine Draufsicht auf diese Mutter von Fig. 5, Fig. 7: einen der Fig. 5 vergleichbaren Schnitt durch die Mutter nach Fig. 5 in fertigem Zustand, und Fig. 8: eine Draufsicht auf die fertige Mutter von Fig. 5.
Der eigentliche Körper 1 einer Sechskantmutter trägt an seinem Ende einen konzentrischen Halsfortsatz 2, dessen Innenrand gegenüber dem Muttergewinde nach außen versetzt ist und eine Aussparung 3 bildet. In diese Aussparung 3 ist ein Drahtfederbügel 4 eingelegt, der sich mit seinen beiden freien Enden mit Abstand voneinander und an den Bögen, an denen die Federschenkel in den Federsteg übergehen, auf der Innenseite des Halsfortsatzes 2 abstützen. Die Herstellung des in Fig. I gezeigten Mutterrohlings kann auf dem Fachmann geläufige Weise erfolgen.
Fig. 3 zeigt dann, daß der Halsfortsatz 2 an seinem oberen Ende durch Verformung eingezogen ist, so daß der Drahtfederbügel 4 nun in einer Nut axial unverschieblich gehalten liegt; die Lage des Drahtfederbügels zum Gewindekern ist jedoch unverändert, so daß ein Gewindebolzen, der in die Mutter geschraubt wird, an drei Punkten vom Drahtfederbügel geklemmt wird, zumal sich dabei der in einer zur Mutterachse senkrechten Ebene liegende Drahtfederbügel infolge der Gewindesteigung auch noch in axialer Richtung der Mutter verwerfen muß. wird die sich wegen der dadurch auftretenden Klemmkräfte selbsttätig nicht lösendetRutter in üblicher Weise abgeschraubt, so nimmt das Sicherungselement im wesentlichen seine ebene Gestalt wieder ein und hat folglich für künftige Aufschraubvorgänge seine Sicherungseigenschaften nicht verloren.
Der Drahtfederbügel kann auch aus einem Draht mit unrundem Querschnitt bestehen, also aus einem sogenannten Profildraht.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 8 trägt der eigentliche Körper 21 einer Sechskantmutter an seinem Ende einen konzentrischen Halsfortsatz 22, dessen Innenrand gegenüber dem Muttergewinde nach außen versetzt ist und eine Aussparung 23 bildet. In diese Aussparung 23 ist eine Federstahl-Ringscheibe 24 eingelegt, von deren Außenumfang, wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich, drei Kreissegmente weggeschnitten sind und deren stehengebliebene drei Umfangsbereiche sich in symmetrischer Weise auf der Innenseite des Halsfortsatzes 22 abstützen. Die Herstellung des in Fig. 5 gezeigten Mutterrohlings, welcher in der auf den Fig. 5 und 6 dargestellten Herstellungsstufe noch kein Gewinde aufweist, kann auf dem Fachmann geläufige Weise erfolgen.
Fig. 7 zeigt dann, daß der Halsfortsatz 22 an seinem oberen Ende durch Verformung eingezogen ist, so daß die Ringscheibe 24 nun in einer Nut axial unverschieblich gehalten liegt. Nach Festlegung der Ringscheibe 24 wird nun mit einem üblichen Werkzeug ein Gewinde in den Mutterkörper 21 eingeschnitten. Nachdem die Ringscheibe 24 denselben Innendurchmesser aufweist wie der Mutterkörper 21)schneidet- dabei zwangsläufig das Werkzeug auch in die innere Randkante der Ringscheibe 24 ein dem Muttergewinde gleiches Gewinde ein. Nach Beendigung des Gewindeschneidvorgangs wird schließlich mittels eines Druckstempels oder dergleichen der innere Bereich der Ringscheibe 24 geringfügig in Richtung zum Muttergewinde hin verdrückt, so daß die Scheibe 24, wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich, eine Wölbung aufweist. Die Folge dieser Verdrückung ist, daß das Muttergewinde und das Gewinde der inneren Randkante der Ringscheibe 24 gegeneinander um den Verdrückungsbetrag axial versetzt sind.
Zweckmäßigerweise besitzt die Ringscheibe eine Dicke in etwa entsprechend der Gewindesteigung des Muttergewindes. Die Verdrückung der Scheibe soll etwa 1/4 bis 1/2 der Gewindesteigung entsprechen, so daß die Versetzung der beiden Gewinde gegeneinander zwischen 1/4 und 1/2 der Gewindesteigung liegt.
Ein in die Mutter eingeschraubter, nicht dargestellter Gewindebolzen wird dann allseitig von der Ringscheibe festgeklemmt, wobei die Federkraft der Scheibe in axialer Richtung für die Klemmkraft maßgebend ist. Bei gegebener Ringscheibe 24 ist die Klemmkraft dann am größten, wenn die Scheibe um etwa die halbe Gewindesteigung verdrückt worden ist. Durch geeignete Wahl des Materials für die Ringscheibe, der Dicke der Ringscheibe und der Verdrückung derselben können beträchtliche Klemmkräfte erzeugt werden, und zwar ohne dabei das Gewinde des einzuschraubenden Bolzens zu beschädigen. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß die Größe der Klemmkraft auf einfache Weise, nämlich durch Wahl des Verdrückungsmaßes der Scheibe, beliebig eingestellt werden kann und daß darüberhinaus die Ringscheibe eine Abdichtung gegen Eindringen von Wasser darstellt.
Die Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 8 kann zahlreiche Abwandlungen erfahren. So ist es beispielsweise möglich, eine bereits von Haus aus gewölbte Ringscheibe einzulegen, dann das Gewinde einzuschneiden und die Ringscheibe dann planzudrücken.
Weiterhin kann der Außenumfang der Scheibe beliebige andere Gestaltungen aufweisen, wobei jedoch ein unrunder Außenumfang vorzuziehen ist, weil damit die Scheibe leichter elastisch verformbar ist. Als Material für die Ringscheibe eignet sich insbesondere Federbandstahl, es können jedoch auch andere Metalle geeigneter Elastizität verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Sicherungsmutter, an deren Gewindeabschnitt sich konzentrisch einesends ein Sicherungsabschnitt anschließt mit einem elastischen, axial fixierten, in die Verlängerung des Gewindebereiches der Mutter vorspringenden Sicherungselement, das an einem Hals fortsatz der Mutter in Umfangsrichtung reibschlüssig gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement ein Drahtfederbügel (4) ist, der in einer Ringnut (3) des Halsfortsatzes (2) gespannt einliegt und mit den Innenflanken seiner Bügelschenkel den Gewindekern tangiert.
2. Sicherungsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtfederbügel (4) aus nicht rostendem Werkstoff besteht.
3. Sicherungsmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel des Federbügels (4) an ihren freien Enden einen Abstand voneinander haben und mit Bogen in den sie verbindenden Steg übergehen.
4. Sicherungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (3) durch den bleibend radial einwärts verformten Oberrand des konischen Halsfortsatzes (2) der Mutter (1) gebildet ist.
5. Sicherungsmutter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Federstahlbügel aus einem Profildraht besteht.
6. Sicherungsmutter, an deren Gewindeabschnitt sich konzentrisch einesends ein Sicherungsabschnitt anschließt mit einem elastischenJ axial fixierten, in die Verlängerung des Gewindebereichs der Mutter vorspringenden Sicherungselement, das an einem Halsfortsatz der Mutter in Umfangsrichtung reibschlüssig gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement eine Federstahl-Ringscheibe (24) ist, die mit ihrem äußeren Umfangsbereich in einer Ringnut (23) des Halsfortsatzes (22) einliegt, daß in die innere Randkante der Ringscheibe (24) ein dem Muttergewinde entsprechendes Gewinde eingeschnitten ist und daß der Gewindegang der Scheibenrandkante axial gegenüber dem Muttergewinde um einen geringen, unter der Gewindesteigung des Muttergewndes liegenden Betrag axial versetzt ist.
7. Sicherungsmutter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (24) eine Dicke entsprechend in etwa der Gewindesteigung des Muttergewindes aufweist und das Scheibengewinde um einen Betrag gegenüber dem Muttergewinde axial versetzt ist, der zwischen 1/4 und 1/2 der Gewindesteigung liegt.
8. Sicherungsmutter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (24) einen unrunden Außenumfang aufweist, vorzugsweise am Außenumfang symmetrisch drei Kreissegmente weggeschnitten sind.
9. Sicherungsmutter nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (24) auf Federbandstahl besteht.
10. Verfahren zur Herstellung einer Sicherungsmutter nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe in den Halsfortsatz der noch gewindelosen Mutter eingelegt und durch Umbiegen des Halsfortsatzes axial festgelegt wird,- daß dann in einem einzigen Arbeitsgang in die Mutter und die Ringscheibe ein identisches Gewinde eingeschnitten wird und daß schließlich der Innenbereich der Ringscheibe um einen bestimmten Betrag in axialer .Richtung verdrückt wird.