DE4202007C2 - Sperrmutter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Sperrmutter der Art mit einem zylindrischen Ende, das durch eine Schraubenfeder zusammengedrückt wird.

Es sind einige Arten von solchen Sperrmuttern be­ kannt, die ein im wesentlichen zylindrisches Ende aufweisen, das mit vertikalen Schlitzen versehen ist, die kreisbogenförmige Segmente bilden, die von einer in radialer Richtung wirkenden äußeren Schraubenfeder elastisch zusammenge­ drückt werden.

Dabei wird zunächst auf die Sperrmutter hingewiesen, die in der US 3,417,801 auf den Namen Demex vom 24. Dezember 1968 beschrieben ist. In diesem Patent wird eine Sperrmutter beansprucht, die auf einer Querfläche eine ringförmige Verlängerung aufweist, die mit radialen Schlitzen versehen ist, die kreisbogenförmige Segmente begrenzen, die von einem elastischen Ring zusam­ mengedrückt werden, um so auf die Segmente eine Klemmwirkung in radialer Richtung auszuüben.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Sperrmutter noch einige Nachteile aufweist, die im wesentlichen auf die enge Bemessung der vertikalen Schlitze zurückzufüh­ ren ist, die in dem zylindrischen Ende oder Ansatz der Sperrmutter versehen sind.

Diese Nachteile sind im wesentlichen zwei:

Erstens die schwierige Wiederverwendung der Sperrmutter nach dem Anschrau­ ben wegen des Schmutzes und den Fremdkörpern, die während des Gebrauchs in die Schlitze eindringen, so daß, wenn die Sperrmutter wiederverwendet wer­ den soll, zunächst eine sorgfältige Säuberung derselben mit Druckluft, Lösungs­ mitteln und/oder mechanischen Mitteln durchgeführt werden muß.

Zweitens die Einschränkung des Grades der Flexibilität oder Komprimierbarkeit der Wandungen durch die Feder, weil nach einer bestimmten Biegung in radialer Richtung die oberen Kanten der kreisbogenförmigen Segmente sich einander be­ rühren, wodurch die Verwendbarkeit der Sperrmutter beeinträchtigt ist, wenn sie bei Schrauben mit "steilem" Gewinde verwendet wird.

Die vorgenannten Nachteile sind durch die Lösung beseitigt worden, die in der US 4,893,977 auf den Namen Alian International AG. vom 16. Januar 1990 angegeben ist.

In diesem Patent wird eine Sperrmutter beansprucht, bei der in der zylindrischen Verlängerung derselben ausreichend breite V- oder U-förmige Nuten vorgesehen sind, um die vorgenannten Nachteile zu beseitigen, die auf die Enge der Schlitze zurückzuführen sind.

Die Nachteile, die durch die vorliegende Erfindung beseitigt werden sollen, ste­ hen nicht in direktem Zusammenhang mit diesem letzteren Patent, sondern beziehen sich auf einige übliche technische Maßnahmen, auch wenn diese nicht ausdrücklich angegeben sind.

Da die Schraubenfeder, mit der die Sperrmutter ausgestattet sein muß, gegen Oxydation geschützt werden muß, war nach einer bekannten Lösung die Phos­ phatierung der aus Federstahl bestehenden Feder vorgesehen; nach einer ande­ ren bekannten Lösung war vorgesehen, die Feder aus rostfreiem Stahl herzustel­ len (zur Verwendung bei Temperaturen von über 250°C).

Es hat sich nun jedoch herausgestellt, daß

• 1. die Phosphatierung der Feder keinen ausreichenden Schutz gegen Oxydation bietet;
• 2. die Herstellung der Feder aus rostfreiem Stahl andere Nachteile mit sich bringt, wie z. B.:
  • 1. 2.1 übermäßig hohe Kosten, die nur für Arten von Muttern gerechtfertigt sind, die zur Verwendung bei hohen Temperaturen (von über 250°C) bestimmt sind.
  • 2. 2.2 Empfohlene Verwendung nur für Muttern, die zur Benutzung bei Temperaturen von über 250°C bestimmt sind, da bei niedrigeren Temperaturen die Verwendung von normalen Federn (aus Federstahl) vorzuziehen ist, die einen höheren Grad von Elastizität besitzen und folglich der Feder ein größeres Bremsmoment verleihen.
  • 3. 2.3 Die gegenwärtig im Gebrauch befindlichen Federn aus rostfreiem Stahl verleihen der Mutter im allgemeinen ein weit geringeres Bremsmoment als die entsprechenden Federn aus Federstahl.

Aus Landgrebe und Schneider: "Hochfeste Schrauben/Hochtemperaturverzinken als Korrosionsschutz geeignet; Höhere Sicherheit und genauer im Maß". In: Han­ delsblatt, 17.09.1986, Nr. 178, Seite B1, ist es bekannt, bei Schrauben und Mut­ tern eine Warmverzinkung als Korrosionsschutz vorzunehmen. Nachteilig an einer Verzinkung der Mutter ist jedoch, daß diese teuer ist und außerdem Proble­ me mit der Paßgenauigkeit mit sich bringt, da Eisen-Zink-Legierungsschichten entstehen, deren Dicke von der chemischen Zusammensetzung der zu verzinken­ den Mutter abhängt.

Es ist die Aufgabe der erfindungsgemäßen Sperrmutter, die vorgenannten Nach­ teile zu beseitigen und eine Sperrmutter zu schaffen, die die folgenden Vorteile besitzt:
Geringe Kosten;
Schutz gegen Oxydation;
Verwendung der Mutter bei allen Temperaturen.

Es sei darauf hingewiesen, daß gemäß dem gegenwärtigen Stand der Technik wenigstens drei Ausführungsformen von Sperrmuttern zur Verwendung bei hohen Temperaturen von über 250°C, alle und in jedem Falle mit einer Feder aus rost­ freiem Stahl, vorgesehen sind:

• a) Mutter aus Stahl mit geringem Kohlenstoffgehalt;
• b) Mutter aus Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt;
• c) Mutter aus rostfreiem Stahl.

Die obengenannten Ausführungsformen, insbesondere die Ausführungsformen a) und b), haben den Nachteil, daß sie sich nach einer bestimmten Zeit des Ver­ bleibs bei hoher Temperatur (400-500°C) übermäßig fest mit der Schraube oder dem Gewindestift verbinden. Bei der Ausführungsform c) ist diese Erscheinung bedeutend geringer, kann jedoch ebenfalls zu manchen Nachteilen führen. Unter diesen "Nachteilen" ist im vorliegenden Falle zu verstehen, daß beim Losschrau­ ben der Mutter vielmehr ein Losschrauben des Gewindestiftes aus seinem Sitz oder, was schlimmer ist, ein Abbrechen des Gewindestiftes erfolgt.

Angenommen, daß dieser "Nachteil" auch nur einmal bei der Revision oder der Wartung eines Motors auftritt (bei dem zehn oder mehr Muttern montiert sein können), so bringt dies doch zahlreiche praktische Probleme mit sich, nämlich im ersteren Falle das Auswechseln des Gewindestiftes durch einen anderen, der die Stellung der Toleranz auf einem größeren Durchmesser als der vorhergehende hat, während im zweiten Falle das Problem schon ernster ist, weil es erforderlich ist, den Gewindestift zu durchbohren und (stückweise) mit behelfsmäßigen Mit­ teln herauszuholen, wobei zu beachten ist, daß diese Arbeiten fast immer in un­ bequemen Stellungen auszuführen sind, insbesondere wenn der Motor auf dem Fahrzeug montiert bleibt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diesen letzteren Nachteil zu beseitigen, indem eine Sperrmutter geschaffen wird, die so behandelt ist, daß sie leicht abgeschraubt werden kann, ohne ein unerwünschtes und un­ kontrollierbares Lösen derselben zu gestatten, was einen Gasaustritt und folglich das Verbrennen der eventuellen Dichtung zur Folge haben würde.

Die obengenannten und weiteren Aufgaben und Vorteile der Erfindung, die sich aus der nachstehenden Beschreibung ergeben, werden durch eine Mutter er­ reicht, die mit Gewinde und einem ringförmigen oberen Ansatz versehen ist, der U-förmige Längsschlitze aufweist, die in dem Ansatz eine Reihe von kreisbogen­ förmigen Segmenten bilden, die so breit bemessen sind, daß sie sich nicht unter­ einander berühren können in Kombination mit einer auf dem Ansatz aufgebrach­ ten äußeren Schraubenfeder, welche den Ansatz zusammendrückt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Schraubenfeder, ehe sie auf den Ansatz der Mutter aufge­ bracht wird, warm verzinkt wird, um einen besseren Schutz gegen Oxidation zu sichern.

Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Mutter einer elektrolytischen Verkupferungsbehandlung unterzogen wird, um ein Fest­ fressen zwischen Mutter und Schraube zu verhindern.

Noch ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung der Sperrmutter bei einer Temperatur von bis zu 250°C die warm­ verzinkte Schraubenfeder aus harmonischem Federstahl besteht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung der Sperrmutter bei einer Temperatur von über 250°C die Schraubenfeder aus rost­ freiem Federstahl besteht.

Nachstehend wird die Erfindung im einzelnen unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, die lediglich als nicht einschränkendes Beispiel gegeben ist und in der die erfindungsgemäße Sperrmutter in perspektivischer Ansicht dar­ gestellt ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist die erfindungsgemäße Sperrmutter dar­ in mit 1 bezeichnet und wird auf eine nicht dargestellte Gewindestange aufge­ schraubt, die sich dann natürlich innerhalb der Sperrmutter befindet.

Die Sperrmutter 1 ist mit einem ringförmigen oberen Ansatz 3 versehen, auf den eine Schraubenfeder 5 aufgewickelt wird, die auf den Ansatz 3 und damit auf die Gewindestange, auf die die Sperrmutter 1 aufgeschraubt ist, einen Druck in ra­ dialer Richtung ausübt, zu welchem Zweck in dem Ansatz 3 eine Reihe von ver­ hältnismäßig breiten U-förmigen Schlitzen 7 vorgesehen ist.

Die Schlitze 7 bilden in dem Ansatz 3 eine Reihe von kreisbogenförmigen Seg­ menten 9, die mit einer äußeren oberen Rippe 11 ausgestattet sind.

Auf der oberen Fläche der Mutter 1 ist ein Hohlsitz 13 vorgesehen, der die Schraubenfeder 5 aufnimmt, die den Ansatz 3 umgibt und dabei die Segmente 9 in radialer Richtung gegen die Gewindestange drückt, auf die die Sperrmutter 1 aufgeschraubt ist.

Claims (4)

1. Sperrmutter (1), die mit Gewinde und einem ringförmigen oberen Ansatz (3) verse­ hen ist, der U-förmige Längsschlitze (7) aufweist, die in dem Ansatz (3) eine Reihe von kreisbogenförmigen Segmenten (9) bilden, die so breit bemessen sind, daß sie sich nicht untereinander berühren können, in Kombination mit einer auf den Ansatz (3) aufgebrachten äußeren Schrau­ benfeder (5), welche den Ansatz zusammendrückt, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schraubenfeder (5), ehe sie auf den Ansatz (3) der Sperrmutter (1) aufgebracht wird, warm verzinkt wird.

2. Sperrmutter in Kombination mit einer Schraubenfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung bei einer Temperatur von bis zu 250°C die warm verzinkte Schraubenfeder (5) aus harmonischem Federstahl besteht.

3. Sperrmutter in Kombination mit einer Schraubenfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung bei einer Temperatur von über 250°C die Schraubenfeder (5) aus rostfreiem Federstahl besteht.

4. Sperrmutter in Kombination mit einer Schraubenfeder nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrmutter (1) elektroly­ tisch verkupfert ist.