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DE10110001A1 - Verbesserte Flanschmutter - Google Patents

Verbesserte Flanschmutter

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Publication number
DE10110001A1
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Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thread
nut
threads
screw
deformed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10110001A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Calandra Jr
John C Stankus
Steve Oyler
Michael Cokus
John G Oldsen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jennmar Corp
Original Assignee
Jennmar Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jennmar Corp filed Critical Jennmar Corp
Publication of DE10110001A1 publication Critical patent/DE10110001A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/64Making machine elements nuts
    • B21K1/70Making machine elements nuts of special shape, e.g. self-locking nuts, wing nuts
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D21/00Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
    • E21D21/0086Bearing plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B13/00Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
    • F16B13/14Non-metallic plugs or sleeves; Use of liquid, loose solid or kneadable material therefor
    • F16B13/141Fixing plugs in holes by the use of settable material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/005Nuts or like thread-engaging members into which threads are cut during screwing

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Abstract

Die Erfindung besteht in einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Herstellung einer Schraubenmutter, mit einem ersten und einem zweiten Ende, unter Bildung einer zwischen diesen beiden Enden verlaufenden Öffnung. Eine Vielzahl erster Gewindegänge sowie ein deformiertes Gewinde sind in der vom Mutterkörper gebildeten Öffnung angeordnet, wobei das deformierte Gewinde die Kontinuität wenigstens eines der Gewinde der Vielzahl erster Gewindegänge unterbricht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft mit Gewinde versehene Be­ festigungselemente, insbesondere Flanschmuttern, welche als Mischverzögerer in Minenschichtbolzeneinrichtungen Verwendung finden.
Minenschichtbolzen, Auflagerplatten und Harz/Beschleuniger Pa­ tronen werden vielfach in Träger-Systemen für Minenschichtver­ ankerungen verwendet. Bei einer allgemein üblichen Anordnung wird zunächst die Harz/Beschleuniger Patrone und danach ein erstes Ende des Minenschichtbolzens in das Bohrloch eingeführt. Ein zweites mit Außengewinde versehenes Ende des Minenschicht­ bolzens wird im allgemeinen durch eine von der Minenschicht­ platte gebildete Öffnung gesteckt. Bei spannbaren Minen­ schichtbolzen wird üblicherweise eine Schraubenmutter auf dem zweiten, mit Außengewinde versehenen Ende des Minenschichtbol­ zens angebracht.
Der Minenschichtbolzen wird sodann gedreht, wodurch sich der Harz/Beschleuniger vermischt und schließlich härtet. Wird zu­ gelassen, dass sich die mit Gewinde versehene Schraubenmutter während des Mischvorgangs auf dem ersten Ende des Minen­ schichtbolzens vorwärts verschieben kann, wird sich der Minen­ schichtbolzen nicht ordnungsgemäß drehen, so dass sich der Harz/Beschleuniger nicht vermischen kann. Es ist daher vor­ teilhaft, den Vorschub der Schraubenmutter solange zu verzö­ gern, bis das Harz gehärtet ist. Nach seiner Härtung verhindert es eine weitere Drehung des Bolzens. Die Schraubenmutter kann dann auf das erste Ende der Verankerung unter sicherer Halte­ rung der Auflagerplatte und unter Verspannung des Kabelbolzens vorgeschoben werden.
Es sind eine Vielzahl von Verfahren und Vorrichtungen bekannt, mit denen eine Schraube mit oder ohne Gewinde während der Ro­ tation des Minenschichtbolzens zunächst fixiert werden soll. Hierzu zählen Hemmungsmechanismen, wie z. B. Abscherbolzen oder Gips-Schraubeinsätze oder verschiedene Schraubenmutter-Anord­ nungen.
Das US-Patent 3,979,918 lehrt beispielsweise Deformationen be­ nachbart einem Ende eines Innengewindes einer Mutter, aufgrund welcher es einer Schraubenmutter möglich ist, ihre Drehung ge­ genüber dem Minenschichtbolzen zu beenden, sobald der Deforma­ tionsbereich erreicht ist. Eine weitere Drehung der Schrauben­ mutter nach Erreichen der Deformationen bewirkt eine Drehung des gesamten Minenschichtbolzens und ein Vermischen des Harzes und des Beschleunigers. Sind Harz und Beschleuniger gehärtet, bewirkt eine weitere Drehung der Mutter, dass der Minen­ schichtbolzen die Deformationen überwindet, so dass die Schraubenmutter sich entlang desselben vorschiebt.
Das US-Patent 5,282,698 offenbart ein mit Gewinde versehenes Befestigungselement oder eine Schraubenmutter mit sich in Längsrichtung erstreckenden V-förmigen Einkerbungen an einem Ende der Mutter. Nach der Härtung des Harzes und des Beschleu­ nigers und der Beendigung der Drehung des Minenschichtbolzens werden die V-förmigen Kerben durch eine weitere Drehung der Mutter von dem Minenschichtbolzen weggedrückt, so dass die Schraube weiter festgezogen werden kann.
Das US-Patent 5,417,520 offenbart eine mit Innengewinde verse­ hene Mutter mit auf einem flachen Abschnitt eines Endes der Mutter ausgestanzten Vertiefungen zur Deformierung der Innen­ gewinde. Aufgrund dieser vertieften Bereiche können der Minen­ schichtbolzen und die mit Innengewinde versehene Mutter gleichmäßig rotieren, bis sich Harz und Beschleuniger ausge­ härtet sind. Nach deren Härtung geben die Vertiefungen gegen­ über dem Minenschichtbolzen nach, so dass sich die mit Gewinde versehene Mutter entlang demselben vorschieben kann.
Schließlich offenbart das US-Patent 5,954,456 eine mit Innen­ gewinde versehene Mutter mit einem nach außen verlaufenden Endabschnitt, welcher zur Reduzierung der Steigung der Gewin­ degänge an einem Ende der Mutter gestaucht ist. Wie bei den vorstehend erörterten Patenten kann aufgrund dieser Reduzierung der Gewindesteigung nahe dem Ende der mit Innengewinde verse­ henen Mutter diese relativ zum Minenschichtbolzen gedreht wer­ den, bis diese Gewindegänge mit geringerer Steigung erreicht sind. Nach Erreichen dieser Gewindegänge mit geringerer Stei­ gung rotieren die mit Innengewinde versehene Mutter und der Minenschichtbolzen gemeinsam, bis der Harz/Beschleuniger ge­ härtet ist. An dieser Stelle drückt ein weiteres auf die mit Innengewinde versehene Mutter ausgeübtes Drehmoment die Mutter entlang dem Minenschichtbolzen, so dass die mit Innengewinde versehene Schraube verdreht werden kann.
Die bekannten Schraubenelemente weisen eine Reihe von Nach­ teilen auf. Hohe Bearbeitungskosten sind mit einer Steigungs­ reduzierung, Stanzung von Vertiefungen, der Herstellung einer Kuppelkonstruktion oder schwer bearbeitbaren Deformationen oder Einprägungen verbunden. Häufig muss auch innerhalb akzeptier­ barer Grenzen das Losdrehmoment der Schraubenmutter kontrol­ liert werden. Den bekannten Verfahren sind hierfür Grenzen ge­ setzt. Es besteht somit Bedarf für eine verbesserte Flansch­ mutter, die sich bei niedrigeren Bearbeitungskosten einfach herstellen lässt und unterschiedlichen Anforderungen in Bezug auf das Losdrehmoment der Schraubenmutter gerecht wird.
Die vorliegende Erfindung ist bestrebt, die Nachteile der be­ kannten Vorrichtungen durch Schaffung einer Schraubenmutter zu vermeiden, die aus einem Schraubenkörper, einem ersten Ende und einem zweiten Ende besteht und eine zwischen diesen beiden Enden verlaufende Öffnung bildet. Eine Vielzahl erster Gewin­ degänge und ein deformiertes Gewinde sind jeweils in der von dem Schraubenkörper definierten Öffnung vorgesehen, wobei der deformierte Gewindegang die Kontinuität zumindest eines der Vielzahl erster Gewindegänge unterbricht.
Des weiteren definiert der Schraubenkörper eine innere Schrau­ benwand. Das deformierte Gewinde kann ein nicht ausgedrehter Abschnitt der inneren Schraubenwand, ein teilweise ausgedrehtes Gewinde, ein überdrehtes Gewinde oder ein Gewinde sein, dessen Gewindehöhe die Höhe eines der Vielzahl der ersten Gewindegänge überschreitet.
Im allgemeinen besteht ein Verfahren zur Herstellung einer er­ findungsgemäßen Schraubenmutter aus folgenden Schritten: (a) Herstellung eines Schraubenmutter-Körpers mit einem ersten und einem zweiten Ende; (b) Bildung einer zwischen dem ersten und dem zweiten Ende verlaufenden Öffnung in dem Schraubenkörper; (c) Anordnung einer Vielzahl erster Gewindegänge in der von dem Schraubenkörper definierten Öffnung; und (d) Unterbrechung der Vielzahl erster Gewindegänge durch ein deformiertes Gewinde. Die Unterbrechung der Vielzahl erster Gewindegänge durch ein deformiertes Gewinde kann durch Überdrehung eines aus der Vielzahl erster Gewindegänge mit gleichförmiger Steigung, durch teilweise Ausdrehen der inneren Schraubenwand, durch Nichtaus­ drehen derselben oder durch Herstellung eines Gewindes erfol­ gen, dessen Gewindehöhe diejenige eines beliebigen Gewindes aus der Vielzahl erster Gewindegänge übersteigt. Zumindest ein de­ formiertes Gewinde ist in der von dem Körper gebildeten Öffnung angeordnet. Die Gewindehöhe des deformierten Gewindes ist grösser oder kleiner als die Gewindehöhe eines beliebigen Ge­ windes aus der Vielzahl von Gewindegängen mit gleichförmiger Steigung.
Gemäß einer Ausführungsform wird ebenfalls ein System zur Ver­ zögerung der Harzmischung für eine Minenschichtverankerung vorgesehen. Dieses System besteht im allgemeinen aus einem Mi­ nenschichtbolzen mit einem ersten, eine Vielzahl von Außenge­ winden definierenden Bolzenende und einem Flanschmutterkörper. Der Flanschmutterkörper weist ein erstes und ein zweites Ende auf und definiert eine zwischen diesen beiden Enden verlaufende Öffnung. Eine Vielzahl erster Gewindegänge mit gleichförmiger Steigung ist in der vom Flanschbolzenkörper definierten Öffnung angeordnet, wobei jedes Gewinde aus der Vielzahl der Gewinde­ gänge mit gleichförmiger Steigung im wesentlichen die gleiche Gewindehöhe aufweist. Wenigstens ein deformiertes Gewinde ist in der vom Körper definierten Öffnung angeordnet. Das defor­ mierte Gewinde hat eine Gewindehöhe, die größer oder kleiner ist als die Gewindehöhe eines der Vielzahl gleichförmiger Ge­ windegänge.
In dieser Ausführungsform nimmt die Vielzahl erster Gewinde­ gänge gleichförmiger Steigung eine Vielzahl von vom ersten Bolzenende des Minenschichtbolzens definierten Außengewinde­ gänge auf. Der Minenschichtbolzen weist ein zweites Bolzenende auf und kann des weiteren einen mechanischen zwischen dem er­ sten Bolzenende und dem zweiten Bolzenende angeordneten Anker enthalten. Der Flanschmutterkörper kann des weiteren einen vergrößerten Hohlraum benachbart dem ersten Ende der Flansch­ mutter, einen quadratischen Antriebskopf und einen Flansch aufweisen.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbes­ serte Flanschmutter zu schaffen, welcher bei niedrigen Her­ stellungskosten eine einfache Herstellung ermöglicht. Ein wei­ teres Ziel der Erfindung ist es, einen Flanschbolzen zur An­ wendung unter Drehspannung zu schaffen, bei welcher das Los­ drehmoment zuverlässig kontrolliert wird.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht im Querschnitt einer Schraubenmut­ ter gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 eine Endansicht der in Fig. 1 dargestellten Schrau­ benmutter;
Fig. 3 eine Seitenansicht im Querschnitt einer Schraubenmut­ ter gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfin­ dung;
Fig. 4 eine Seitenansicht im Querschnitt einer Schraubenmut­ ter gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfin­ dung;
Fig. 5 eine Seitenansicht im Querschnitt einer Schraubenmut­ ter gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfin­ dung;
Fig. 6 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Trä­ ger-Systems für eine Zechengesteinsverankerung mit einem Verankerungsbolzen, einer Auflagerplatte und der in Fig. 1 und 2 dargestellten Schraubenmutter.
Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Schraubenmutter 10, beispielsweise eine Flanschmutter 12, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß der Darstellung in Fig. 1 enthält die Schraubenmutter 10 einen Körper 14 mit einem ersten Ende 16 und einem zweiten Ende 18 und definiert eine zwischen dem er­ sten Ende 16 und dem zweiten Ende 18 längs einer imaginären Mittellinie CL verlaufende Öffnung 20. Des weiteren kann der Körper 14 einen vergrößerten, in fließender Verbindung mit der Öffnung 20 stehenden Öffnungsabschnitt 22 sowie eine innere Schraubenwandung 24 gemäß Darstellung in Fig. 2 aufweisen. Die in Fig. 2 dargestellte Flanschmutter 12 weist einen quadrati­ schen Kopf 26 und einen Flansch 28 auf. Es sind jedoch auch andere Formen der Mutter ohne weiteres denkbar.
Wie in Fig. 1 allgemein dargestellt, ist eine Vielzahl erster Gewindegänge 30 geeigneter Form jeweils in der von dem Schrau­ benkörper 14 definierten Öffnung 20 angeordnet. Im Sinne der vorliegenden Beschreibung ist ein erster Gewindegang 30 als Kamm definiert, beispielsweise als kontinuierlicher, spiral­ förmiger Kamm mit einem Scheitelpunkt 32 und einem Fußpunkt 34. Insbesondere verläuft der Scheitelpunkt 32 jedes ersten Gewin­ deganges 30 entlang der imaginären Mittellinie CL der vom Schraubenkörper 14 definierten Öffnung 20. Die Vielzahl erster Gewindegänge 30 wird vorzugsweise durch Gewindeschneiden am Schraubenkörper 14 in herkömmlicher Weise gebildet.
Bezugnehmend auf Fig. 1 hat die Vielzahl erster Gewindegänge 30 vorzugsweise eine gleichmäßige Gewindehöhe H, und zwei oder mehrere aus der Vielzahl erster Gewindegänge 30 weisen eine einheitliche Steigung P auf. Die Gewindehöhe H definiert sich vorliegend als Maß des Abstandes zwischen einem Scheitelpunkt 32 und dem entsprechenden Fußpunkt 34 eines jeden ersten Ge­ windeganges 30. Die Steigung P definiert sich vorliegend als Abstand zwischen den Scheitelpunkten 32 benachbarter erster Gewindegänge 30.
Auch ist zumindest ein deformierter Gewindegang 36 in der von dem Schraubenkörper 14 definierten Öffnung 20 angeordnet, um die Kontinuität von zumindest einem der Gewindegänge aus der Vielzahl erster Gewindegänge 30 zu unterbrechen. Eine Gewinde­ ganghöhe H' des zumindest einen deformierten Gewindeganges 36 kann größer oder kleiner als die, oder gleich zur Höhe H eines oder mehrerer Gewindegänge aus der Vielzahl erster Gewindegänge 30 sein.
Fig. 1 zeigt eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform einer Schraubenmutter 10, welche eine Vielzahl erster Gewindegänge 30 und zumindest ein in der von dem Schraubenkörper 14 definierten Öffnung angeordnetes deformiertes Gewinde 36 aufweist. In die­ ser Ausführungsform sind die ersten Gewindegänge 30 und das zumindest eine deformierte Gewinde 36 kontinuierlich, und der oder die deformierte(n) Gewindegänge 36 sind nur teilweise ausgebildete Gewindegänge 38, die vorzugsweise durch nur teil­ weises Ausdrehen des Schraubenkörpers 14 gebildet sind.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße zweite Ausführungsform einer Schraubenmutter 10'. Gemäß Fig. 3 sind die Vielzahl erster Ge­ windegänge 30 und das zumindest eine deformierte Gewinde 36 jeweils in der von der Schraubenmutter 10' definierten Öffnung angeordnet, wobei die Vielzahl erster Gewindegänge 30 und die deformierten Gewindegänge 36 kontinuierlich sind. In dieser zweiten Ausführungsform 10' ist jedoch das zumindest eine de­ formierte Gewinde 36 ein Gewinde, wie beispielsweise das erste Gewinde 30, oder bestimmte andere Gewindeformen, nämlich ein überdrehtes Gewinde 40. Eine Überdrehung, die im allgemeinen bei übermäßiger Anziehung einer mit Gewinde versehenen Mutter auf einem mit Gewinde versehenen Bolzen erfolgt, kann durch Prägung oder auf andere Weise erfolgen.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubenmutter 10", in welcher das deformierte Gewinde 36 ein nicht mit Gewinde versehener Abschnitt 42 der inneren Wand 24 der Mutter ist. Im Betrieb, also wenn die Schraube 10" auf einen mit Außengewinde versehenen Bolzen aufgeschraubt wird, schneiden sich die von dem Bolzen definierten Außengewindegänge in den gewindefreien Abschnitt 42 der Innenwand 24 der Mutter ein.
Schließlich ist eine vierte Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Schraubenmutter 10''' in Fig. 5 dargestellt. In dieser vierten Ausführungsform weist das deformierte Gewinde 36 eine Höhe H" auf, welche größer ist als die Höhe H jedes Gewinde­ ganges aus der Vielzahl erster Gewindegänge. Im Betrieb wird dieses größere Gewinde 44 von Außengewinden eines Bolzens überdreht.
Die Vielzahl erster Gewindegänge 30 kann mit jedem der vor­ stehend beschriebenen deformierten Gewinde 36 oder in jeder Kombination hiermit eingesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch der Schraubeingriff jeder erfindungsgemäßen Ausführungsform mit einem mit Außengewinde versehenen Ende eines Bolzens, wie z. B. des in Fig. 6 dargestellten Minenschichtbolzens 46. Die Viel­ zahl erster Gewindegänge 30 ist daher vorzugsweise in der Öff­ nung 20 benachbart dem ersten Ende 16 der Schraubenmutter 10 angeordnet, um mit dem mit Außengewinde versehenen Ende 48 des Minenschichtbolzens 46 in Eingriff zu treten, bevor das mit Außengewinde versehene Ende 48 des Minenschichtbolzens 46 den mindestens einen deformierten Gewindegang 36 erreicht.
Im Allgemeinen besteht das Verfahren zur Herstellung einer Schraubenmutter 10 nach einem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darin, einen Schraubenkörper 14 mit einem ersten Ende 16 und einem zweiten Ende 18 herzustellen. Der nächste bevorzugte Schritt ist die Bildung einer zwischen dem ersten Ende 16 und dem zweiten Ende 18 verlaufenden Öffnung 20 in dem Schraubenkörper 14. Weitere Schritte beinhalten die Anordnung einer Vielzahl erster Gewindegänge 30 in der von dem Schraubenkörper 14 definierten Öffnung 20 sowie die Unter­ brechung der Vielzahl erster Gewindegänge 30 durch ein defor­ miertes Gewinde 36.
Zur Kontrolle des Losdrehmoments einer Flanschmutter 12 bei Minenschichtabstützungsanwendungen müssen die metallurgischen Eigenschaften und der Gewindeschnitt kontrolliert werden, um die zur Erreichung des gewünschten Losdrehmoments erforderli­ chen Kombinationen zu erhalten. Bei Minenschichtabstützungs­ anwendungen können Selbsthemmungsmechanismen mit einem Los­ drehmoment zwischen ca. 90-120 Fußpfund (ein Fußpfund ent­ spricht 1,356 Joule) ausreichend sein. Bei schnell härtenden Harzen begegnet man nunmehr häufiger einem Durchdrehen. Ein Durchdrehen bezieht sich im allgemeinen auf einen Minen­ schichtbolzen, der in der Bohröffnung ohne ausreichenden Halt innerhalb der Bohröffnung durchdreht (d. h. leer läuft). Für einen Standard-6#-Betonarmierungsbolzen mit 3/4-Zoll-Gewinde dürfte ein Losdrehmoment in der Größenordnung von 200 Fußpfund oder mehr erforderlich sein.
Ein ausreichendes Losdrehoment lässt sich mit einer Mutter aus Stahl der Spezifikation ASTM 536-84 erreichen. Die bevorzugte Chemie ist ein duktiles Eisen einer Zusammensetzung aus etwa 3,5-3,9 Gew.-% C; etwa 2,2-2,9 Gew.-% Si; höchstens etwa 0,80 Gew.-% Mn; höchstens etwa 0,05 Gew.-% P; höchstens etwa 0,02 Gew.-% S; etwa 0,025-0,075 Gew.-% Mg; 0,20-1,2 Gew.-% Cu; Rest Eisen und Verunreinigungen. Die Schraubenmuttern 10 werden sodann in der entsprechenden Form in Kokillen gegossen; die Abkühlung der Teile wird in Abhängigkeit von der Zusammen­ setzung kontrolliert, um den Guss-Stücken die gewünschte Härte zu geben. Eine BHN-Härte (sogenannte Brinell-Härte) von 211 erwies sich als befriedigend, während eine BHN-Härte von 249 nur zum Teil akzeptabel war.
Ferner wurde heraus gefunden, dass außer der Kontrolle der Ge­ windesteigung P und der Höhe H die Kontrolle der Eindrehtiefe TD entlang der Mittellinie CL gemäß Fig. 4 wichtig ist. Die Eindrehtiefe TD wird vorliegend als die Gesamteinstichlänge zwischen dem letzten vollen Gewindegang der Vielzahl erster Gewindegänge 30 und dem zweiten Ende 18 des Schraubenkörpers 14 definiert. Beispielsweise wurde für einen Minenschichtbolzen 46 aus einer Standard-6#-Betonarmierung mit einem 3/4-Zoll-Au­ ßengewinde und einem Losdrehmoment von 200 Fußpfund eine Ein­ drehtiefe TD von 11,43 mm (0,450 inch) für zweckmäßig erachtet. Das Losdrehmoment erhöht sich mit der Eindrehtiefe TD.
Obgleich es sich hierbei um einen Mechanismus handelt, welcher die Justierung des Losdrehmoments ermöglicht, versteht es sich, dass sich auch das verbleibende Drehmoment, das ist das Moment, um die Mutter 10 nach dem Lösen zu drehen, erhöht werden kann. Da es aber erstrebenswert ist, das verbleibende Drehmoment möglichst niedrig zu halten, kann eine Schmierung, beispiels­ weise durch Beschichtung des mit Außengewinde versehenen Endes 48 des Minenschichtbolzens 46, verwendet werden. Ein weiteres Mittel zur Verhinderung einer Deformation des mit Außengewinde versehenen Endes 48 des Minenschichtbolzens besteht darin, dieses mit Kerben zu versehen.
Die Installierung einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter in ein Minenschichtabstützungssystem ist in Fig. 6 dargestellt. Ein Bohrloch 50 wird in die Erde und den Stein einer Schicht 52 einer Mine eingebracht. Das Bohrloch 50 eignet sich besonders zur Aufnahme eines Harz/Beschleunigers 54 und eines Minen­ schichtbolzens 46. Der Harz/Beschleuniger 54, üblicherweise eine sowohl ein Harz/Beschleuniger als auch einen Klebstoff enthaltende Patrone, wird in das von der Schicht 52 definierte Bohrloch 50 eingebracht; danach wird ein zweites Ende 56 des Minenschichtbolzens 46 ebenfalls in das Bohrloch 50 eingeführt. Ein erstes Ende 58 des Minenschichtbolzens 46 wird über eine von einer Auflagerplatte 62 definierten Öffnung 60 eingebracht. In der Praxis wird die Schraubenmutter 10 vorzugsweise auf einem ersten Ende 58 des Minenschichtbolzens 46 bis hin zu dem mindestens einen in der von dem Schraubenkörper 14 definierten Öffnung 20 angeordneten deformierten Gewinde 36 vormontiert.
Die Schraube 10 wird gedreht, wodurch eine Drehung des Minen­ schichtbolzens 46 im Bohrloch 50 und die anschließende Mischung des Harz/Beschleunigers 54 zur Bildung eines Klebstoffs bewirkt wird. Nach der Härtung des Klebstoffs können sich die Schrau­ benmutter 10 und der Minenschichtbolzen 46 nicht mehr mit dem selben zuvor angelegten Drehmoment drehen.
Bei Weiterdrehung der Schraubenmutter 10 um den nunmehr sta­ tionären Minenschichtbolzen 46 bildet das mit Außengewinde versehene Ende 48 des Minenschichtbolzens 46 neue Gewindegänge in der von dem Schraubenkörper 14 definierten Öffnung 20. Das mit Außengewinde versehene Ende 48 des Minenschichtbolzens 46 setzt sich sodann über die neuen oder wieder eingedrehten de­ formierten Gewindegänge 36 hinweg, so dass die Schraubenmutter 10 sich entlang des Minenschichtbolzens 46 vorschiebt. Auf diese Weise kann die Schraube 10 weiter bündig mit der Auf­ lagerplatte 62 verschraubt werden, um das System gegen die Minenschicht 52 zu verspannen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine wirtschaftlich vorteil­ hafte Schraubenmutter bei niedrigen Herstellungskosten dar. Ferner ist die Mutter einfach herzustellen, erfordert keine zusätzliche Werkzeugausrüstungen und benötigt kein zusätzliches Zubehör am Ende der Mutter. Da weder Scherzapfen noch sonstige Fremdmaterialien als Hemmungsmechanismen erforderlich sind, wird eine Verunreinigung durch die übrige Minenausrüstung ver­ mieden. Durch Koordinierung der physikalischen Eigenschaften der Vielzahl erster Gewindegänge und des mit Außengewinde ver­ sehenen Bolzens mit den Gewinde-Dimensionen und der Eindreh­ tiefe sind die gewünschten und reproduzierbaren Losdrehmomente erreichbar.
Die Erfindung wurde vorstehend mit Bezug auf bevorzugte Aus­ führungsformen beschrieben. Es sind jedoch weitere Änderungen und Modifikationen möglich, ohne vom Sinn und Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen. Die Erfindung erfasst derartige Än­ derungen und Modifikationen, soweit sie in den Geltungsbereich der Ansprüche oder Äquivalente derselben fallen.

Claims (20)

1. Schraubenmutter, umfassend
einen Schraubenkörper mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende und einer von dem Schraubenkörper gebilde­ ten, zwischen dem ersten und zweiten Ende verlaufenden Öffnung,
eine Vielzahl erster in der von dem Schraubenkörper ge­ bildeten Öffnung angeordneter Gewindegänge, und
ein in der vom Schraubenkörper gebildeten Öffnung ange­ ordnetes deformiertes Gewinde,
wobei das deformierte Gewinde die Kontinuität wenigstens eines Gewindeganges aus der Vielzahl erster Gewindegänge unterbricht.
2. Schraubenmutter nach Anspruch 1, wobei das deformierte Gewinde ein teilweise ausgedrehtes Gewinde ist.
3. Schraubenmutter nach Anspruch 1, wobei der Schrauben­ körper des weiteren eine Schraubeninnenwand definiert und das deformierte Gewinde ein nicht ausgedrehter Abschnitt der Schraubeninnenwand ist.
4. Schraubenmutter nach Anspruch 1, wobei das deformierte Gewinde ein überdrehtes Gewinde ist.
5. Schraubenmutter nach Anspruch 4, wobei das überdrehte Ge­ winde ein erstes Gewinde ist.
6. Schraubenmutter nach Anspruch 1, wobei das deformierte Gewinde ein Gewinde ist, dessen Gewindehöhe diejenige jedes beliebigen Gewindes aus der Vielzahl erster Gewinde überschreitet.
7. Schraubenmutter nach Anspruch 1, wobei die Schraubenmut­ ter eine Flanschmutter ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Schraubenmutter, gekenn­ zeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
  • a) Herstellung eines Schraubenkörpers mit einem ersten und einem zweiten Ende,
  • b) Bildung einer sich zwischen dem ersten und zweiten Ende erstreckenden Öffnung im Schraubenkörper,
  • c) Anordnung einer Vielzahl erster Gewindegänge in der von dem Mutterkörper definierten Öffnung, und
  • d) Unterbrechung der Vielzahl erster Gewindegänge durch ein deformiertes Gewinde.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Unterbrechung der Vielzahl erster Gewindegänge durch ein deformiertes Ge­ winde durch Überdrehung eines Gewindes aus der Vielzahl erster Gewindegänge einheitlicher Gewindesteigung er­ folgt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schraubenkörper eine Schraubeninnenwand definiert und die Unterbrechung der Vielzahl erster Gewindegänge durch ein deformiertes Ge­ winde durch teilweises Ausdrehen der Schraubeninnenwand erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schraubenkörper eine Schraubeninnenwand definiert und die Unterbrechung der Vielzahl erster Gewindegänge durch ein deformiertes Ge­ winde durch Nichtausdrehen eines Abschnitts der Schrau­ beninnenwand erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Unterbrechung der Vielzahl erster Gewindegänge durch ein deformiertes Ge­ winde durch Bildung eines Gewindes erfolgt, dessen Ge­ windehöhe diejenige jedes beliebigen Gewindes aus der Vielzahl erster Gewinde überschreitet.
13. System zur Harzmischverzögerung, umfassend:
einen Minenschichtbolzen mit einem ersten, eine Vielzahl von Außengewindegängen definierenden Bolzen,
einen Flanschmutterkörper mit einem ersten und einem zwei­ ten Ende und einer von diesem definierten, zwischen dem ersten und zweiten Ende verlaufenden Öffnung,
einer Vielzahl erster Gewindegänge gleichförmiger Gewin­ desteigung, welche in der von dem Flanschmutterkörper ge­ bildeten Öffnung angeordnet sind, wobei jedes Gewinde aus der Vielzahl von Gewindegängen gleichförmiger Gewindehöhe eine im wesentlichen gleiche Gewindehöhe aufweist, und
wenigstens ein in der von dem Körper definierten Öffnung angeordnetes deformiertes Gewinde, dessen Gewindehöhe grösser oder kleiner als die Gewindehöhe eines beliebigen Gewindes aus der Vielzahl von Gewindegänge mit gleich­ förmiger Gewindesteigung ist,
wobei die Vielzahl erster Gewindegänge mit gleichförmiger Gewindesteigung die Vielzahl der von dem Minenschicht­ bolzen definierten Außengewindegänge aufnimmt.
14. System zur Verzögerung der Harzmischung nach Anspruch 13, wobei der Minenschichtbolzen des weiteren ein zweites Bolzenende und einen zwischen dem ersten und zweiten Bolzenende angeordneten mechanischen Anker aufweist.
15. System zur Verzögerung der Harzmischung nach Anspruch 13, wobei das deformierte Gewinde ein teilweise ausgedrehtes Gewinde ist.
16. System zur Verzögerung der Harzmischung nach Anspruch 13, wobei der Flanschmutterkörper eine Schraubeninnenwand de­ finiert und das deformierte Gewinde ein nicht ausge­ drehter Abschnitt der Schraubeninnenwand ist.
17. System zur Verzögerung der Harzmischung nach Anspruch 13, wobei das deformierte Gewinde jede beliebige überdrehte Gewindeform ist.
18. System zur Verzögerung der Harzmischung nach Anspruch 13, wobei der Flanschmutterkörper des weiteren einen vergrös­ serten Hohlraum benachbart dem ersten Ende der Flansch­ mutter definiert und des weiteren einen quadratischen Antriebskopf sowie einen Flansch aufweist.
19. System zur Verzögerung der Harzmischung nach Anspruch 13, mit einer Harz/Beschleuniger Patrone, welche vom Minen­ schichtbolzen durchstochen wird.
20. System zur Verzögerung der Harzmischung nach Anspruch 13, mit einer Auflagerplatte, welche eine den Minenschicht­ bolzen aufnehmende Öffnung definiert.
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