DE6609822U - Sicherheitsmutter. - Google Patents

Description

Patentanwalt ° ' · - * · * Zl-*.. . *

Dipl.-lng.G-H. Hues ''" "' '"'* ^{: :} ·^:·*

Garmisch - Pcrtenkirchen Aktenzeichen : B 77 347/47a Gbm

, _u Anmelder : Beaupere

Anwaltsakte : M 489 - Hs.

18. April 1972 Hs/Ht

Rene Beaupdre, La Guerchiniere, Andrezieux (loire), .Frankreich

Sicherheitsmutter

Die Neuerung richtet sich auf eine Sicherheitsmutter mit einfacher oder doppelter Selbsthemmung. Einstückige Sieherheitsmuttern, meist aus Metall, sind in vielfacher Abwandlung "bekannt, u.a. auch Sieherheitsmuttern aus einem z.B. 6- oder 4-flächigen Angriffskörper und einer sich daran anschliessenden kegelstumpfSrmigen Verlängerung, deren kreiszylindrischer Gewindeteil im Angriffskörper in einen ovalen oder elüptischen Gewindeteil in der kegelstumpfförmigen Verlängerung übergeht, wobei die kleine Hauptachse des Ovals kleiner als der Kreisdurchmesser des zylindrischen Teils ist. Bei der Herstellung derartiger Muttern mit auf ihren kegelstumpff örmigen Verlängerungsteil einwirkenden Stauchwerkzeugen vilrd jedoch in diesem Teil ein Gewinde ovalen oder

elliptischen Querschnitts erzeugt, bei dem nicht nur die kleine Achse kleiner als der Durchmesser des kreiszylindrischen Gewindeteils, sondern die grosse Achse auch grosser als dieser Durchmesser ist. Es wird also gewissermassen in dem für die Selbsthemmung bestimmten Teil ein Gewinde erzeugt, bei dem zwei diametral gegenüberliegende Bereiche wegen des dem eigentlichen zylindrischen Gewinde gegenüber verringerten Durchmessers in gewollter Weise klemmend wirken, während in der zur Mittelebene dieser Bereiche rechtwinkligen Ebene zwei diametral sich gegenüberliegende Bereiche entstehen, die, da ihr Durchmesser grosser als der des entsprechenden kreiszylindrischen Gewindes ist, zwischen sich und dem zugehörigen Schrauben- oder Bolzengewinde einen Spalt lassen.

Wenn auch beim Aufdrehen einer derartigen Sicherheitsmutter auf den gewindeteil einer Schraube oder eines Bolsens die vorerwähnten Klemmbereiche rund um den Schraubenumfang wandern und dabei beabsichtigterweise eine Streckung des ovalen oder elliptischen Querschnitts im Sinne einer Annäherung an die Kreisform im zylindrischen Gewindeteil eintritt, so kann es in der Praxis dennoch vorkommen, dass nach Beendigung des Aufschraubvorganges neben den KLemmbereichen iuftspalte auftreten, ganz abgesehen davon, dass die vorerwähnte Egalisierung nicht eintritt, wenn eine Schraube durch eine festgehaltene Mutter durchgeschraubt wird.

Diesen Nachteil beseitigt die Neuerung, die hierzu vorschlägt, nicht nur, wie bekannt, die kleine Hauptachse des Ovals kleiner als den Kreis des zylindrischen Teils des Gewindes zu machen, sondern auch dafür zu sorgen, dass die grosse Hauptachse nicht grosser als der Durchmesser des kreiszylindrischen Gewindeteils wird.

Demnach betrifft die Neuerung eine Sicherheitsmutter aus einem z.B. 6- oder 4-flächigen Angriffskörper und einer sich daran anschliessenden kegelstumpfförmigen Verlängerung, deren kreiszylindrischer Gewindeteil im Angriffskörper in einen ovalen oder elliptischen Gewindeteil in der Verlängerung übergeht, wobei die Hauptachse des Ovals kleiner- als der Sxeisdurchiassser des zylindrischen Gewindeteils ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die grosse Hauptachse ebenfalls kleiner oder gleich dem Kreisdurchmesser des zylindrischen Gewindeteile ist.

Die Neuerung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an Ausfiüirungsbeispielen erläutert. Es stellen dar:

Mg. 1 halb im Schnitt und halb in der Seitenansicht eine aus Angriffskörper -und kegelstumpf £ öraiger Verlängerung bestehende Mutter vor iirrer Verformung zu einer neuerungsgeiaässen Sicheriieitssiutter,

• β β

Pig. 2 einen Vertikalschnitt durch ein zur Herstellung einer neuerungsgemässen Sicherheitsmutter bestimmtes Werkzeug mit einer Mutter in dem Pormnest,

Pig. 2a eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Pig. 2,

Pig, 3 einen gegenüber dem Schnitt nach Pig-. 2 ua 90° gedrehten Schnitt durch ein Formwerkzeug und Mutter,

Pig. Ja eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 3, Pig. 4 ein Dimensionsschema,

Pig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine iieuerungsgeinässe Sicherheitsmutter in einem gegenüber den Pig. 1

j bis 4 wesentlich vergrösserten Hasstab,

Pig. 6 eine Aufsicht auf die Sicherheitsmutter nach 5¹Ig- 5,

Pig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Neuerung, halt) im Vertikalsehnitt und halt in der Seitesansicht,

Pig. 8 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Pig. 7,

Pig* 9 eine weiter abgewandelte neuerungsgemäss Ausführungsform, insbesondere für die doppelte Selbsthemmung im Vertikalschnitt,

Pig. 10 eine Aufsicht auf den Gegenstand nach Pig. 9-

Bei Ger Hersxellung einer neuerungsgemässen Sicherr wird im Normaliall, d.h.. wenn diese beispielsweise nicnt durch. Sintern oder im Druckgussverfahren, gegeoenenfalls aus Kunststoff, hergestellt wird, von einer Kutter nach Pig. 1 mit einer Bohrung 1 ausgegangen, die symmetrisch zur Achse 2 ein Innengewinde der gewünschten Gangnöne und des gewünschten Profils aufweist. Der untere Teil der Mutter ist ein Angriffskörper, beispielsweise 6-Plächner, der aber auch jeda beliebige andere, den Angriff eines Scnlüssels oder ganz allgemein eines Pestziehgeräts erlaubende Form haben kann. Der Angriffskörper 3 setzt sicn, auf die Achse 2 zentriert, in eine kegelstumpfförmige Verlängerung 4 mit einem Kegelwinkel 5 (von z.B. 65°) fort. Der Durchmesser der kleineren Grundfläche 6 ist gleich oder etwas grosser als der der Gewindebohrung 7, während aie grosse Grundseite dem Eckmass des 6-flächigen Angriffskörpers mit seinen Angriffsflächen 9 entspricht und in die Trennebene8zwischen den Teilen 3 und 4 fällt.

Der in den Pig. 2 bis 3a teils im Vertikalschnitt und teils in der Aufaicht veranschaulichte, in eine Presse beliebiger Bauart eingesetzte Stempel 10 zur Herstellung der neuerungsgemässen Gewindeverformung im Bereich der kegelstumpfförmigen Verlängerung 4 weist ein Formnest mit einem von den Wänden eingeschlossenen Winkel 11 gemäss Pig. 2 auf, der etwas grosser als der Kegelwinkel b der Verlängerung 4 ist. Das Formnest Kann der Kontur 14 oder 1^lj) folgen und weist zwei Ausnehmungen 16 und 17 auf, die

von den Längswänden IS, 1S_S 20 begrenzt sind, wodurch die Bildung von Vertiefungen, an denen Risse ansetzen können, vernindert wird. Beim Heruntergehen des Stempels TO auf die eingespannte Mutter wird die kegelstumpfförmige Verlängerung 4 von der Trennebene 8 zum Angriffskörper an bis sur kleinen Grundfläche 6 zu einem im Querschnitt ovalförmigen oder ovalähnlichen Körper gestaucht, während der in 3?ig. 5 durch die Punkte E-W ¹M-M¹ eingegrenzte Gewindeteil im Angriffskörper den Kreisquerschnitt beibehält» Von der in Pig. 5 strichpunktiert angedeuteten Ebene M-M¹ an wird dagegen bis zu der Ebene T-S auch das Gewinde zunehmend ovalähnlicher, wobei die kleine Achse S'-T¹ etwas kleiner als die Differenz zwischen dem kleinsten Durchmesser D₁ der Bohrung 12 des Innengewindes 1 und der Summe der Toleranzen an den Gewindeflanken des Schraubengewinäes b.. und des Muttergewindes bp ist. Man erhält demnach für die kleine Achse die Formel:

S'-T« = D₁ - (b.j+b₂) K,

wobei K eine Konstante grosser als 1 ist, und eine Funktion der Elastizität des Werkstoffes,- aus dem die Mutter hergestellt ist, der Masse der eigentlichen Mutter und dem kleinsten gewünschten inneren Kiemmoment ist.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 ist zusätzlich ein in einer durch die Achse 2 gehenden Ebene ein Schlitz 21 vorgesehen, wobei die Ebene so liegt, dass sie in der Mitte von zwei einander gegenüberliegenden

Seiten 9 des Angriffs te ils »imdet» Buren &en Schlits 21 wird der kegelstumpfförmige Teil 4 der Muxxer in zwei gleiche, einander gegenüberliegende, nachstehend "Backen" genannte Teile 22 und 23 geteilt. Die Breite des Scnliöses und seines abgerundeten inneren Endes 24 gestattex es dem Stempel nach ilen Pig. 2 bis 3a, die beiden Backen symmetrisch gemäss zwei Winkeln 25 und 2ö zu nanern, die praktisch gleich den vorbestimmten Winkeln 27 und 26 sind. Beim Aufschrauben der neuerungsgemassen Sicherneitsinutter auf einen Bolzen werden allmählich die beiden Backen, die dem Durchtritt des Bolzen entgegengesetzte und beim Aufschrauben zunehmende Kräfte F.. entgegensetzen, geöffet.

Die dritte Ausführungsform nach den Fig. 9 und 10 betrifft eine Sicherheitsmutter mit doppelter Selbsthemmung. Hierzu werden an dem Rohling nach Fig. 1 zwei Abänderungen gegenüber den Ausführungsformen nach den Fig. 2 bis 7 vorgenommen. Die erste Abänderung ist wesentlich und besteht in einer Ausnehmung 29 der Gewindebohrung 1 auf der Seite der Auflagefläche 13. Die Form der Ausnehmung ist zweckinässig zylindrisch und ihre Höhe gering, z.B. 0,i> mm für eine Mutter M8. Die zweite Abänderung ist nicht wesentlich, aber zweckmässig, wenn der Angriffskörper ein b-Flächner ist, und besteht darin, an der Auflagefläche '3 nicht die bei Sechskantmuttern übliche äussere Abschrägung anzubringen, um auf diese Weise die durch die Ausnehmung 29 an sich entstehende Verringerung der Auflagefläche wieder auszugleichen.

Is übrigen ist auch in diesem Falle das Gewinde in der konischen Verlängerung, ebenso wie diese selbsx, im Querschnitt als Oval oder ovalännlich ausgebildet, so dass beim Aufschrauben die Selbsthemmung der Mutter an der Schraube in der gleichen Weise wie vorstehend erklärt, als erste Selbstverriegelung eriolgt, die von dem Druck der Mutter auf die festzuziehende Fläche unabhängig isx.

Beim Festziehender Mutter wird aber darüberhinaus die Gewindebonrung 1, deren Eingangsende wegen der Ausnehmung 29 niit der festzuziehenden Fläche keine Berührung aufweist, durch die Schraube in Richtung auf die Fläche gezogen, und hierdurch entstehen einander entgegengerichtete, eine Anstemmung bewirkende Klemmkräfte Fp₅ welche von der Auflagefläche der Mutter ausgehen und die ovalähnliche Form des oberen Teils der Mutter aufrechterhalten. Diese Kräfte Fp sind zu dem Anzugs- oder Hemmungsmoment proportional und überlagern die unter Bezugnahme auf Fig. 5 und 6 beschriebenen Kräfte F. Diese bilden die zweite Selbstnemmung, die jedoch von dem Druojc der Mutter auf die festzuziehende Fläche abhängt.

Derartige Sicherheitsmuttern werden beispielsweise bevorzugt für die Bolzen von Pleuelstangen eingesetzt, Hs versteht sich, dass auch sie mit einem Schlitz 21 gemäss der Ausführungsfor;a racn den Fig. 7 und 8 ausgerüstet sein Können.

Claims (5)

- 9 Schutzansprüehe

1. Sicherheitsinutter aus einem z.B. b- oder 4-fläciiigen Angriffskörper und einer sich daran anschliessenden kegeistumpfιörmigen Verlängerung, deren kreiszylindrischer Gewindeteil im Angriffskörper in einen ovalen oder elliptischen Gewindeteil in der Verlängerung übergeht, wobei die kleine Hauptachse des Ovals kleiner als der Kreisdurchmesser des zylindrischen Teils ist, dadurch gekennzeichnet , dass die grosse Hauptachse kleiner oder gleich dem Kreisdurchmesser des Gewindeteils im Angriff skörper ist.

2. Sicherheitsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die kegelstumpfförmige Verlängerungsfläche (4) in einer durch die Mittelachse (2) gehenden Vertikalebene einen Schlitz (21) aufweist.

3. Sieherheitsfflutter nach den Ansprüchen 1 und 2,

; dadurch gekennzeichnet , dass der Schlitz

bis in die Ebene (8) des grössten Durchmessers des kegelst umpfformigen Teils (4) reicht und dort zweckmässig abgej rundet (24) ist.

4» Sicherheitsmutter nach Anspruch 1 und gegebenenfalls 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , dass auf der Seite ihrer Auflagefläche (13) konzentrisch zur Mittelachse (2) eine im DuKhinesser das Gewinde übersteigende Ausnehmung (29) vorgesehen ist.

5. Sicherheitsmutter nach den Ansprüchen 1 und 4 scnvie gegebenenfalls 2 und 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Ausnehmung zylindrisch ist und eine geringe Höhe aufv;eist, z.B. von 0,5 mm für eine Mutter (M₈).