DE1119060B

DE1119060B - Schraubenmutter

Info

Publication number: DE1119060B
Application number: DEH32531A
Authority: DE
Inventors: George Seabrook Wing
Original assignee: Hi Shear Corp
Current assignee: Hi Shear Corp
Priority date: 1957-02-28
Filing date: 1958-02-27
Publication date: 1961-12-07
Also published as: NL104141C; CH359324A; GB867013A; FR1198913A; US2940495A; NL225368A; GB867012A

Description

Die Erfindung betrifft eine Mutter mit drehmoment-begrenzenden Eigenschaften, welche/ mindestens an einem Ende mit einer Aufbohrung bzw. Einsenkung versehen ist, und deren eines Ende einen zum Ansetzen eines Schlüssels geeigneten Querschnitt aufweist, wobei der mittlere Teil der Mutter mit einer Ringnut versehen ist, in deren Bereich die Mutter bei einem vorbestimmten Drehmoment abgeschert wird.

Es sind Muttern mit einem eingeschnürten, bei Überschreiten der gewünschten Vorspanngrenze durch Schubspannung deformierten Verformungsglied bekannt, welches einen nicht mit Innengewinde versehenen, vorzugsweise als Sechskantkopf geformten Teil mit einem zylindrischen, gewindetragenden Teil einer Schraubenmutter verbindet.

Es ist ferner bekannt, eine Mutter mit einem deformierbaren runden Flansch zum Selbstsichern der Mutter zu versehen. Diese bekannte Mutter dient jedoch nicht dazu, eine Sicherung gegen daß Überschreiten der Vorspanngrenze des Schraubenbolzens zu bilden.

Gegenüber diesen bekannten Muttern besteht die Erfindungsaufgabe darin, eine Mutter zu schaffen, die bei geringstmöglichem Eigengewicht einmal als Sicherung gegen Überschreiten der Vorspannung des Schraubenbolzens dient und gleichzeitig als Sicherung gegen das Lösen der Verbindung wirkt, wobei die Mutter so ausgebildet sein soll, daß sie beim Anziehen nicht axial aufreißen kann.

Die zur Lösung dieser Aufgabe geeignete Mutter ist erfindungsgemäß in folgender Weise ausgebildet: Auf das zylindrische Endteil der Mutter folgt ein sich konisch verjüngender Abschnitt, an dessen kleinerem Ende ein Ringbund, an den sich die Ringnut und an diese ein Übergangsabschnitt anschließt, letzterer weist eine kleinere Querschnittsfläche und eine entsprechend kleinere Querbemessung auf als der darauf folgende Schlüsselansatzteil, der das andere Ende der Mutter bildet. Die Querschnittsform der mittleren Öffnung und des Ringbundes ist in an sich bekannter Weise unrund. Vorzugsweise ist hierbei die Querschnittsform der mittleren Öffnung und des Bundes im wesentlichen elliptisch.

Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführung der Schraubenmutter hat der Bund einmal die Aufgabe, das axiale Aufreißen des auf dem Schraubenbolzen nach erreichter Vorspanngrenze verbleibenden Mutternabschnittes zu verhindern, ferner soll er durch den in seinem Bereich unrunden Abschnitt des Innengewindes eine Selbstsicherang des verbleibenden Mutternteiles gegen Lösen gewährleisten. Der

Anmelder:
Hi-Shear Corporation,

Torrance, Calif. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. K. Boehmert
und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,
Bremen 1, Feldstr. 24

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 28. Februar 1957 (Nr. 643 183)

George Seabrook Wing, Palos Verdes Estates, CaHf.

(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

konische Schaft auf der einen Seite des Bundes und as das Übergangsstück, das sich an die Ringnut auf seiner anderen Seite anschließt, dienen dazu, die bei der Herstellung des unrunden Bundquerschnittes wirkenden Stauchkräfte nicht auf das zylindrische Endteil und auf das Schlüsselansatzteil am anderen Ende verformend wirksam werden zu lassen, und ein einwandfreies Aufsetzen der Mutter in den ersten Gewindegängen und eine Beibehaltung der Schlüssel-Passungstoleranzen sicherzustellen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 einen Grundriß des Bolzens,
Fig. 2 eine Endansicht nach der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 einen Grundriß der Mutter,
Fig. 4 eine Endansicht nach der Linie 4-4 in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 3,
Fig. 6 im teilweisen Schnitt die Befestigungsvorrichtung vor dem Anziehen der Mutter,

Fig. 7 eine entsprechende Darstellung nach dem Anziehen.

Die in Fig. 1 bis 7 dargestellte Befestigungsvorrichtung 10 dient zur kraftschlüssigen Befestigung zweier Körper 11, 12. Die Vorrichtung besteht aus einem Bolzen 13 und einer Mutter 20.

Der Bolzen 13 weist an seinem Ende 18 eine Mehrkantausnehmung 26 auf, die mit seiner Achse 25 koaxial ist und zur Aufnahme eines Werkzeuges,

109 748/265

Claims

3 4

ζ. B. eines Schlüssels 42 dient. Zur leichteren Hand- iert für jede Mutter, je nach Behandlung oder

habung weist das Ende 18 eine abgeschrägte Fläche Sauberkeit der Oberflächen und anderen Faktoren,

27 auf. die die Reibung beeinflussen und schwer zu erfassen

In Fig. 3 ist eine zum Zusammenwirken mit die- sind.

sem Bolzen 13 vorgesehene Mutter 20 dargestellt. Sie 5 Eine geeignete und gleichmäßige Vorspannung ist in bezug auf ihre Längsachse 28 symmetrisch und kann aber erzielt werden, wenn stets ein bestimmtes weist ein durchgehendes Loch 29 zur Aufnahme des Drehmoment infolge von bekannten physikalischen Bolzens 13 auf. Beiderends sind Aufbohrungen 30 Eigenschaften des belasteten Querschnittes in Ver- bzw. 31, und zwischen diesen ist in der Wand des bindung mit einem konstanten Reibungsfaktor zwi-Loches 29 ein Innengewinde 32 vorgesehen. Der io sehen der Mutter und dem Körper, gegen welchen Durchmesser der Bohrungen 30,31 ist größer als der sie anschlägt, ausgeübt wird. Wenn die Reaktionsgrößte Innendurchmesser des Innengewindes 32. kraft bestimmt werden kann, so kann eine richtige Die Mutter weist ein Anschlagsende 33 und ein Vorspannung erzielt werden, da beide Variabein Ende34 auf, das von einem Werkzeug43 (Fig. 6) (d.h. Drehmoment und Reaktionskraft) bekannt erfaßt werden kann. Das Ende 33 hat eine flache 15 sind.

Anschlagsfläche 33 a, die gegebenenfalls an dem Kör- Hierzu wird zwischen der Mutter und dem Werkper 12 anliegt. Das Ende 34 besitzt Schlüsselflächen stück eine Schicht eines trockenen Schmiermittels 35, die dem Werkzeugprofil entsprechen. vorgesehen. Zweckmäßig wird eine polare Wachs-Anschließend an die Anschlagsfläche 33 α ist eine verbindung verwendet. Das Schmiermittel wird mit verhältnismäßig kurze zylindrische Fläche 36 vorge- 20 einer flüchtigen Trägerflüssigkeit vermengt. Wenn sehen, die über eine konische Fläche 37 mit einem diese verflüchtigt ist, hinterläßt sie eine trockene Bund 38 verbunden ist. Letzterer besteht aus einem Wachsschicht. Polarisierte Schmiermittel werden be-Stück mit der Mutter 20. Die konische Fläche 37 vorzugt, da es sehr schwer ist, sie von der geschmierdient im wesentlichen dazu, das Gesamtgewicht der ten Fläche zu entfernen. Hierzu muß man z. B. Mutter 20 zu reduzieren, und zwar dort, wo eine 25 starke Lösungsmittel anwenden. Es gibt auch andere solche Materialeinsparnis notwendig bzw. zulässig trockene Schmiermittel, die unter Anwendung von ist. Diese konische Fläche 37 weist zwei verschiedene Wärme oder elektrisch, z, B, Molybdändisulfid, aufWinkel LM, LN in bezug auf die Achse 28 auf, die getragen werden können. Vorgezogen wird jedoch beispielsweise 15° und 5° betragen. Unmittelbar polarisiertes Wachs, das billiger und von einfacherer neben dem Bund 38 besitzt die Außenfläche der 30 Handhabung ist.

Mutter 20 eine ringförmige Nut 39, die zwischen dem Die erfindungsgemäße Mutter 20 wird mittels eines

Bund 38 und dem Ende 34 angeordnet ist. Schlüssels 43 angezogen, während der Bolzen durch

Die radiale Dicke der Mutter 20 ist bei F, d. h. an _ej_nen Schlüssel 42, der in die Ausnehmung 26 einge-

der Nut 39 am kleinsten (Fig. 3). Wenn also auf die führt _wj_rd, gegen Verdrehung gesichert werden kann.

Mutter ein Drehmoment ausgeübt wird, so wird der 35 Diese Schlüssel 42, 43 werden im entgegengesetzten

Querschnitt im Bereich der Nut 39 als erster der Sinne verdreht, und die Mutter wird somit ange-

Scherbelastung nachgeben. Das Innengewinde 32 zogen.

endet, in axialer Richtung gesehen, in Höhe der Die Mutter wird gegen den Körper 12 soweit an-Nut 39. gezogen, bis das Drehmoment erreicht wird, für Um die Mutter 20 nach dem Anziehen selbst- 40 welches der Querschnitt bei der Nut 39 der Schersichernd zu machen, wird sie im Bereich des Bundes belastung nachgibt. Bei weiterer Drehung wird der 38 verformt, derart, daß sie nicht mehr kreisrund hexagonale Teil 34 abgeschert (Fig. 7). ist Zu diesem Zwecke wird eine entsprechende Kraft Durch die elliptische Verformung der Mutter im an zwei diametralentgegengesetzten Punkten des Bun- Bereich des Bundes 38 .sind beim Aufschrauben der des 38 ausgeübt. Zweckmäßig wird die Mutter der- 45 Mutter auf den Bolzen größere Verforrmmgskräfte art verformt, daß sie einen annähernd elliptischen erforderlich, die die Mutter fest auf dem Bolzen Querschnitt aufweist, wobei (Fig. 5) die kleinere halten und ein Loslösen verhindern. Diese Wirkung Achse 41 etwa gleich dem Innendurchmesser des vwrd noch von dem Bund 38 unterstützt, der das Loches 29, jedoch kleiner als der Durchmesser des Ende der Mutter gerade dort stärkt, wo diese Kräfte Gewindes 19 des Bolzens 13 ist. Die beiden Enden 50 stärker sein müssen. Der Bund verhindert auch der Mutter, d. h. die zylindrische Fläche 36 und die ein axiales Brechen der Mutter, wenn das hexagonale hexagonale Fläche 35, die ihre ursprüngliche Form Ende abgebrochen wird,

behalten sollen, haben aus diesem Grunde eine grö- Die Bohrung 30 erlaubt die Verwendung der glei-

ßere radiale Dicke als der Mutternteil neben dem chen Mutterngröße für verschiedene Bolzen, da sie

Bund 38. Der mittlere Teil der Mutter 20 kann so- 55 rdcht im direkten Eingriff mit dem Bolzen steht, mit ohne Beeinflussung der Enden verformt werden.
Zwischen der Nut 39 und den Flächen 35 ist eine

Zwischenzone39α vorgesehen, deren Durchmesser PATENTANSPRÜCHE: kleiner ist als der Abstand^ zweier paralleler Flächen 35. Der reduzierte Durchmesser bei 39 α ist 60 1. Mutter mit drehmpment-begrenzenden Eigenzweckmäßig, um einen Druck bei 39 zu vermeiden, schäften, welche mindestens an einem Ende mit wenn die .Mutter veriormt wird. Dieser reduzierte einer Aufbohrungversehenist und deren eines Ende Querschnitt nimmt einen Teil der Verformungsarbeit .einen zum Ansetzen eines Schlüssels geeigneten auf und soll eine Verformung des hexagonalen Teiles Querschnitt aufweist, wobei der mittlere Teil der verhindern. 65 Mutter mit einer Ringnut versehen ist, in deren Beim Aufschrauben einer Mutter auf einen Bolzen "Bereich -die Mutter bei einem vorbestimmten ist die Reaktionskraft zwischen dem Bolzen und-der Drehmoment abgeschert wird, dadurch gekenn-Mutter unterschiedlich. Diese Reaktionskräft vari- ,zeichnet, daß die Mutter (20) einen konischen Ab-

schnitt (37) mit einem am kleineren Ende desselben vorgesehenen Ringbund (38) aufweist, an den sich zunächst die Ringnut (39), dann ein Ubergangsabschnitt (39 a) und daran der Schlüsselansatzteil (35) anschließen, wobei der Übergangsabschnitt (39 a) eine kleinere Querschnittsfläche und eine entsprechend kleinere Querbemessung aufweist als der Schlüsselansatzteil (35), und daß die Querschnittsform des Bundes (38) und seiner mittleren öffnung in an sich bekannter Weise unrund sind.
2. Mutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform der mittleren Öffnung und des Bundes (38) in an sich bekannter Weise im wesentlichen elliptisch ist.
3. Mutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Abschnitt (37) aus einem benachbart an einem das eine Ende der Mutter bildenden Ring (33) liegenden ersten Teil mit größerem Konuswinkel (LM) und einem sich hieran anschließenden zweiten Teil mit kleinerem Konuswinkel (LN) besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 1 023 639;
USA.-Patentschriften Nr. 2461 097, 2255 286.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 109 748/265 11.61