DE1059721B - Selbstsichernde Mutter aus Blech - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine selbstsichernde Mutter aus Blech mit einem Bodenteil, der in seiner Mitte nach oben gebogen und mit einer Gewindehülse versehen ist, die innerhalb einer die Außenwand der Mutter bildenden vieleckigen Wandung angeordnet ist, an deren oberen Kanten mit Gewinde versehene, nach innen gebogenen Zungen vorgesehen sind, welche eine kreisförmige öffnung bilden und oberhalb der Hülse in das Gewinde der in die Hülse eingeschraubten Schraube eingreifen.

Es sind bereits sehr verschiedene Bauarten von aus Blech hergestellten Sicherungsmuttern bekannt, welche mit in das Gewinde der Schraube eingreifenden Teilen versehen sind. Bei einer bekannten Bauart wird die Mutter aus einem sternförmigen Blechzuschnitt hergestellt, dessen Sternzacken aus einem in der fertigen Mutter einen Teil der Schlüsselfläche bildenden inneren Teil und einem an der Außenkante dieses Teils anschließenden Zungenteil bestehen, der in der fertigen Mutter waagerecht nach innen abgebogen ist. Beim festen Anziehen einer aus einem solchen Zuschnitt hergestellten Mutter werden die ursprünglich waagerecht angeordneten Zungen nach unten in Richtung auf einen am Boden der Mutter angeordneten sehr kurzen Gewindeteil gezogen, wobei sich zum Ausgleich der hierdurch hervorgerufenen Verringerung der radialen Erstreckung der Zungen die einzelnen durch Schlitze getrennten Teile der Schlüsselfläche nach innen biegen sollen.

Bei einer anderen bekannten Bauart besteht die Mutter aus einem konischen Bodenteil, der in seiner Mitte eine Gewindehülse großer Länge und an seinem Außenumfang einen nach oben gebogenen, die Schlüsselfläche bildenden niedrigen Rand aufweist, wobei jeder zweite der Randteile mit einer nach innen gebogenen Zunge \^rersehen sein kann. Diese nach innen gebogenen Zungen sind an ihren freien Enden mit schmalen Ansätzen versehen, die in seitliche Bohrungen der Gewindehülse eingreifen. Die von diesen schmalen Ansätzen ausgeübte zusätzliche Sicherungswirkung ist naturgemäß sehr gering.

Schließlich sind aus Blech hergestellte Sicherungsmuttern ohne Gewindehülse bekannt, deren mit einer mittleren Öffnung versehene konische Bodenwand direkt auf die Schraube aufgeschraubt wird und in einen einzigen Gewindegang der Schraube einfaßt. Am oberen Ende des die Schlüsselfläche bildenden Mutterteils sind zwei nach innen abgebogene Zungen angeordnet, deren kreisförmige Außenflächen in gegenüberliegende Seiten eines Gewindegangs der Schraube einfassen.

\^Aon diesen bekannten Muttern unterscheidet sich die neue Bauart einer Sicherungsmutter erfindungsgemäß dadurch, daß sie eine an sich bekannte durch-

Selbstsichernde Mutter aus Blech

Anmelder:

Herman Page Randall, Pasadena, Calif.,
Earl Davis Siddall, Los Angeles, Calif.,

Thomas Jefferson Wright
und Warren Howell,

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

Vertreter: Dr.-Ing. Κ. Boehmert
und Dipl.-Ing. A. Boehmert, Patentanwälte,
Bremen I, Feldstr. 24

Herman Page Randall, Pasadena, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

gehende Wandung hat, deren axiale Erstreckung größer als die der Gewindehülse ist, und daß alle Flächen dieser Wandung an ihrer oberen Kante mit einer nach oben geneigten Zunge versehen sind.

Wenn eine in dieser Weise ausgebildete Mutter an ihrem äußeren Umfang an ihrer Auflagerfläche anliegt und dann noch weiter festgezogen wird, wobei sich die Gewindehülse und die nach oben geneigten Zungen nach unten bewegen, so würde bei einer Aiutter ohne eine geschlossene, die nach oben geneigten Zungen abstützende Wandung ein Ausbiegen der Wandung nach außen erfolgen. Die geschlossene Wandung, die bei der Formung aus einem vieleckigen Zuschnitt an ihren Kanten verstärkt wird, verhindert ein solches Ausbiegen und bewirkt beim Festziehen der Mutter ein festes Andrücken der Finger entlang des gesamten Umfangs der Schraube und damit eine erhöhte Sicherungswirkung, wobei die Mutter durch eine Gewindehülse von beträchtlicher axialer Länge sicher an der Schraube gehalten wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden Teil der Beschreibung an Hand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht einer Sechskantmutter gemäß der Erfindung; ein Teil der Mutter ist weggebrochen, um die aus einem Stück bestehenden Seitenwände der Mutter zu zeigen,

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Mutter gemäß der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Linie 3-3 von Fig. 1, die jedoch eine andere Ausführungsform der

909 557/227

Erfindung zeigt, bei der ein Einsatzstück an Stelle einer Gewindehülse verwendet wird,

Fig. 4 eine Draufsicht des Einsatzstückes der in Fig. 3 dargestellten Mutter,

Fig. 5 eine Draufsicht eines Blechzuschnittes, der zu dem in Fig. 6 gezeigten Mutterrohling umgeformt wird, und

Fig. 6 einen Querschnitt durch einen Mutterrohling, wobei dargestellt ist, wie dieser durch einen Gewindeschneidbohrer mit einem Gewinde versehen wird.

Die in der Ausführungsform nach Fig. 2 dargestellte Mutter ist ein vieleckiger Körper, der, wie in Fig. 1 gezeigt, sechseckig sein kann.

Der Mutterkörper ist an seinem Umfang mit im Winkel zueinander angeordneten Seitenwandungen versehen, die miteinander fest verbunden sind bzw. alle aus einem Stück bestehen. Der Mutterkörper kann auf verschiedene Weise hergestellt werden, wird aber vorzugsweise aus einem einzigen Blechzuschnitt in einer Reihe von Verformungsschritten erzeugt.

Die Seitenwandungen oder Schlüsselflächen 2 sind an den Ecken 3 fest miteinander verbunden und bilden eine ununterbrochene sechseckige Umfangswand. wodurch sämtlichen Wandungen für einen später noch zu beschreibenden Zweck eine erhebliche Starrheit mitgeteilt wird.

Eine Anzahl von Zungen 4 sind fest mit der Oberkante der Umfangswand verbunden bzw. bestehen mit der Umfangswand aus einem Stück. Jede Seiten wandung ist mit einer dieser Zungen versehen. Die Zungen sind von den Schlüsselflächen nach innen in Richtung auf die Schraube, an der sie verwendet werden sollen, beispielsweise die Schraube 7, geneigt. Die Spitzen 5 der Zungen greifen in das Gewinde 6 der ,Schraube ein. Obwohl die Kanten 8 der Spitzen 5 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise bogenförmig ausgebildet und vorzugsweise mit einem Gewinde von derselben Steigung und Gangzahl je cm wie das Gewinde der Schraube versehen sind, so wird doch die Scherfestigkeit einer Mutter dieser Bauart durch eine Hülse 9 erzeugt, die mit dem scheibenförmigen Unterteil 10 des Mutterkörpers aus einem Stück besteht. Die sechseckige, aus den Seitenwandungen 2 bestehende Umfangswand besteht mit dem Unterteil 10 aus einem Stück.

Die Bohrung der Hülse 9 ist mit einem dem Gewinde der entsprechende Schraube in Steigung und Gangzahl je cm entsprechenden Gewinde versehen.

Damit die Mutter die Eigenschaften einer Sicherungsmutter hat, ist der scheibenförmige Unterteil 10 tellerförmig ausgebildet, wobei seine konkave Seite nach unten gerichtet ist, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist. Auf Grund dieser Ausgestaltung wird beim Anziehen der Mutter auf eine Auflagefläche 11 in der kreisförmigen Berührungszone 12 zwischen dem Unterteil 10 und der Auflagefläche 11 ein erheblicher Druck erzeugt.

Überdies wird sich beim Anziehen der Mutter die Hülse 9 gegenüber der am äußeren Rand des Unterteils 10 befindlichen Zone 12 nach unten bewegen, wodurch nach oben wirkende Kräfte in sämtlichen Seitenwaudungen 2 auftreten.

Als Ergebnisse dieser nach oben gerichteten Kraft in den Wandungen 2 werden erhöhte Druckkräfte in den Zungen 4 erzeugt. Insbesondere ist dies deshalb der Fall, weil die Wandungen 2 an ihren oberen Kanten sich in bezug auf die mit Gewinde versehene Hülse relativ nach oben bewegen und weil keine der an den Kanten 3 miteinander verbundenen Wandungen sich nach außen bewegen kann.

Auf Grund der hohen Qualität des zu verwendenden Blechmaterials besitzt das Gewinde eine hohe Scherfestigkeit. Diese Festigkeit ist so groß, daß die Länge der Hülse nicht groß zu sein braucht.

Erfordert aber die Verwendungsart der Mutter eine erhöhte Scherfestigkeit derselben in der Nähe des Gewindes der Schraube, dann kann die in Fig. 3 gezeigte Bauart Verwendung finden. Bei dieser Ausführungsart kommt die Hülse 9 in Fortfall, und der Unterteil 13 der Mutter enthält eine öffnung 14, die nicht mit Gewinde versehen zu sein braucht und deren Durchmesser groß genug ist, um eine freie Bewegung der Schraube in der Öffnung zuzulassen. Der Unterteil 13 hat eine ähnliche tellerartige Form wie der Unterteil 10 in Fig. 2.

Im Inneren des Mutterkörpers 15 befindet sich in diesem Falle ein Einsatzstück 16 mit einer dem Gewinde 18 der Schraube entsprechenden Gewindebohrung 17. Der Boden des Einsatzstückes 16 liegt auf der Aufwölbung des Unterteils 13 auf, während die obere Fläche 19 des Einsatzstückes sich im wesentlichen in der Ebene der Ansatzkanten 20 der Zungen befindet.

Das Einsatzstück 16 ist natürlich so ausgebildet, daß sein äußerer Umfang der Form des inneren Umfangs des Mutterkörpers angepaßt ist. Auch in diesem Falle wird beim Anziehen der Mutter gegen die Auflagefläche 21 in dieser Fläche eine durch die Pfeile 23 angedeutete Reaktionskraft in einer mit 22 bezeichneten kreisförmigen Zone an der gemeinsamen Kante der Seitenwandungen und des Unterteils auftreten. Hierdurch wird eine nach oben gerichtete Kraft in den Seiten wandungen erzeugt, die durch die Pfeile 24 veranschaulicht ist.

Die in den Zungen wirkende Druckkraft vergrößert den Widerstand erheblich, der von der Mutter jeder Kraft entgegengesetzt wird, welche sie in entgegengesetzter Drehrichtung zu drehen und dadurch zu lockern sucht. Eine Mutter dieser Bauart wird sich daher bei Erschütterungen nicht lösen.

Es ist ersichtlich, daß die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Mutterkörper im wesentlichen die gleiche Form haben, abgesehen davon, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 3 die Rohrhülse weggelassen ist.

Beim Herstellen einer Mutter gemäß Fig. 3 muß das Einsatzstück 16 eingesetzt werden, bevor die Zungen in die in dieser Figur gezeigte Stellung in Richtung auf die Schraube 18 abgebogen sind. Das Einsatzstück wird als Rohling in den Mantel der Mutter eingesetzt, worauf nach dem Abbiegen der Zungen 25 mit einem Gewindebohrer das Gewinde im Einsatzstück und an den Spitzen der Zungen geschnitten wird.

Wird das Gewinde auf diese Weise geschnitten, dann werden die Gewindegänge des Einsatzstückes und der Federspitzen gleichzeitig hergestellt, so daß die Zungen einwandfrei auf dem Gewinde der Schraube laufen, wenn die Mutter auf die Schraube aufgedreht wird. In den beiden dargestellten Ausführungsarten der Erfindung hat die Mutter eine gerade Anzahl von Seiten. Dies ist wünschenswert, damit die von den Zungen ausgeübten Kräfte diametral gegeneinander gerichtet sind. Im Gleichgewicht befindliche Kräfte können jedoch auch bei anderen An Ordnungen mit symmetrischen Seiten erzielt werden. Als Beispiel wird in den Zeichnungen ein regelmäßiges Vieleck mit gleich großen Seiten und gleichen Kantenwinkeln gezeigt. Ein regelmäßiges Vieleck mit vier oder mehr Seiten (bei dem die Zungen symmetrisch angeordnet sind) ergibt Kräftevektoren, die sich gegeneinander aufheben, so daß durch die Mutter die

Claims (2)

I 059 Schraube nicht ungleichmäßig in irgendeiner Seiten richtung belastet werden kann. In Fig. 6 ist ein Mutterrohling 26 gezeigt, der zur Herstellung der in Fig. 2 gezeigten Mutter dient. Bei dieser Ausftihrungsform wird ein durch gestrichelte Linien 27 dargestellter Gewindebohrer durch die Öffnung der Hülse 28 des Mutterrohlings hindurchgeführt, der nach dem Schneiden des Gewindes in dieser Hülse mit den Zungenspitzen 29 in Berührung kommt und in diese das Gewinde schneidet. In Fig. 6 ist ein Radius R angedeutet, welcher die konkave Fläche des Zuschnitts bestimmt. Ein durch den Radius R beschriebener Kreisbogen verläuft vorzugsweise tangential zur Rundung 30, die an ihrer anderen Seite tangential zu den Schlüsselflächen 31 der Seitenwände des Mutterkörpers verläuft. Diese Einzelheit ist aber an sich verhältnismäßig unwesentlich, solange eine ausgeprägte tellerförmige Vertiefung oder Einsenkung in der auf den Flächen 21 oder 11 aufliegenden Fläche der Mutter vorhanden ist. Der in Fig. 6 gezeigte Mutterrohling wird vorzugsweise aus einem plattenförmigen Zuschnitt 32 gebildet, der die in Fig. 5 gezeigte Form hat. Ein für einen mit der Hülse 9 versehenen Mutterrohling bestimmter Zuschnitt hat eine verhältnismäßig kleine mittlere Öffnung 33, wobei das diese öffnung unmittelbar umgebende Material durch das Formwerkzeug zu der Hülse 9 verformt wird. Wenn der plattenförmige Zuschnitt 32 zur Herstellung eines Mutterrohlings verwendet wird, aus dem die in Fig. 3 gezeigte Mutter hergestellt wird, ist der Zuschnitt in seiner Mitte mit einer verhältnismäßig größeren Öffnung versehen, wie sie beispielsweise durch den gestrichelt gezeichneten Kreis 34 angedeutet ist. Der Zuschnitt 32 besteht im wesentlichen aus einem sechseckigen mittleren Teil, dessen Umfangslinie in Fig. 5 durch eine gestrichelte Linie 35 angedeutet ist. Die sechs Seitenwände können als rechteckige Flächen angesehen werden, die an drei Seiten durch die parallel mit dem rechteckigen Mittelstück verlaufenden Begrenzungslinien 36 und die quer dazu verlaufenden Linien 37 begrenzt werden. Diese Rechtecke werden natürlich am Umfang des sechseckigen Mittelteils hochgebogen und bilden die Seitenwände 2 der Mutter. Jenseits der Begrenzungslinien 36 sind nach außen vorstehende, mit konvergierenden Seitenkanten 39 versehene Zungen angeordnet. Die Abschrägung der Zungenseitenkanten ist beträchtlich. Die Spitzen der Zungen haben konkave Kanten 40. Der Radius dieser bogenförmigen Kanten 40 ist so gewählt, daß das Schneiden des Gewindes an den Zungenspitzen erleichtert wird. Mit anderen Worten, die Krümmung der bogenförmigen Teile entspricht im wesentlichen der des Umfangskreises der Schraube, wobei aber noch genügend Material vorhanden sein muß, um Gewinde mit voller Tiefe in die Zungenspitzen einschneiden zu können. An den Wurzel- oder Ansatzenden der Zungen 38 besteht zwischen den Punkten 41-41 ein verhältnismäßig großer Abstand. Zwischen diesen Punkten verlaufen Begrenzungslinien 42. Dabei sind kleine drei- eckige Flächen zwischen den Linien 42 und den Begrenzungslinien 37 der die Seitenwände bildenden Rechtecke vorhanden. Der Werkstoff in diesen dreieckigen Flächen 43 wird durch die Formwerkzeuge in die Endteile der Seiten wände des Mutterrohlings gedrückt, wodurch sich eine kleine Vergrößerung in der Materialdicke an den Kanten zwischen den Seitenwänden 2 ergibt. Ein besonderes Merkmal der oben beschriebenen Mutter besteht darin, daß die Zungen einen solchen Abstand voneinander haben, daß die von ihnen an ihren äußeren Enden auf die Seitenwände 2 übertragenen Kräfte ausgeglichen sind. Das heißt, die an den Wurzeln der Zungen durch die Reaktion der Schraube in Richtung auf die Spitzen ausgeübten Reaktionskräfte neigen nicht dazu, die Form der vieleckigen, festen Umfangswand der Mutter zu verändern. Anders gesagt, auf Grund dieser Kräfte besteht keinerlei Neigung dazu, die Umfangswand in irgendeiner Richtung mehr auszudehnen als in irgendeiner anderen Richtung. Dies ist bei Muttern mit nur zwei sich diametral gegenüberliegenden Zungen nicht der Fall, da in diesen die Kräfte auf derselben Linie wirken und keine an den beiden dazwischenliegenden geneigten Seitenwänden nach außen wirkende Kraft vorhanden ist, um sie in ihrer Lage zu halten. In der hier beschriebenen Mutter wirken die nach außen gerichteten Kräfte aller Zungen zusammen, um die Kantenwinkel zwischen den Wänden auf 120° zu halten. Daher ist jede der Seitenwände an einer Auswärtsbewegung durch die beiden geneigten Wände, zwischen denen sie angeordnet ist, gehindert. Offensichtlich sind innerhalb des Erfindungsgedankens viele weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten vorhanden. Patentansprüche:

1. Selbstsichernde Mutter aus Blech mit einem Bodenteil, der in seiner Mitte nach oben gebogen und mit einer Gewindehülse versehen ist, die innerhalb einer die Außenwand der Mutter bildenden vieleckigen Wandung angeordnet ist, an deren oberen Kanten mit Gewinde versehene, nach innen gebogene Zungen vorgesehen sind, welche eine kreisförmige Öffnung bilden und oberhalb der Hülse in das Gewinde der in die Hülse eingeschraubten Schraube eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mutter eine an sich bekannte durchgehende Wandung hat, deren axiale Erstrekkung größer als die der Gewindehülse (9) ist, und daß alle Flächen (2) dieser Wandung an ihrer oberen Kante mit einer nach oben geneigten Zunge (4) versehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der durch die Zungen (4) gebildeten Öffnung kleiner als der Durchmesser der Schraube ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 886 981;
britische Patentschrift Nr. 638 418;
USA.-Patentschrift Nr. 2 410 995.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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