DE102005050594B4

DE102005050594B4 - Schraubenmutter zur Drehmomentbegrenzung und Verwendung solch einer Schraubenmutter in einem Haltermodul zur Klemmkraftbegrenzung

Info

Publication number: DE102005050594B4
Application number: DE200510050594
Authority: DE
Inventors: Lutz Zeuner; Lueder Kosiankowski; Hans-Peter Guthke
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2005-10-21
Publication date: 2015-05-13
Anticipated expiration: 2025-10-22
Also published as: US7766592B2; US20070098517A1; DE102005050594A1

Abstract

Schraubenmutter (18) zur Begrenzung des Drehmomentes, respektive der Klemmkraft, welche bei einer Verschraubung mit einer Schraube (22) auf ein zu verschraubendes Bauteil aufgebracht wird, umfassend: – einen Klemmkörper (19), welcher bei der Verschraubung mit dem zu verschraubenden Bauteil in Anlage gelangt; und – einen Schraubkörper (20) mit einem Innengewinde (21), mit dem die Schraubenmutter (18) auf die Schraube (22) aufschraubbar ist; wobei der Klemmkörper (19) und der Schraubkörper (20) in Achsrichtung des Innengewindes (21) zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung beweglich angeordnet sind, wobei der Klemmkörper (19) und der Schraubkörper (20) in der Verriegelungsstellung über einen Formschlussmechanismus formschlüssig im Eingriff miteinander stehen, wobei der Formschlussmechanismus einen mit ersten Formschlussmitteln (29) versehenen Innenkonus (27), welcher koaxial oder in der Durchgangsöffnung (23) des Klemmkörpers (19) ausgebildet ist, und einen mit zweiten Formschlussmitteln (30) versehenen Außenkonus (28) aufweist, welcher den Schraubkörper (20) umfangsseitig umgibt, und wobei der Innenkonus (27) und der Außenkonus (28) in der Verriegelungsstellung ineinander derart eintauchen, so dass die ersten Formschlussmitteln (29) und die zweiten Formschlussmitteln (30) formschlüssig ineinander eingreifen, und wobei sich bei Überschreitung einer definierten Klemmkraft die Entriegelungsstellung einstellt, welchem Zustandsübergang eine Rückstellkraft kontinuierlich entgegenwirkt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verbindungsmittel. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Schraubenmutter, mit der sich das Drehmoment bzw. die Klemmkraft, welche bei einer Verschraubung mit einer Schraube auf ein zu verschraubendes Bauteil aufgebracht wird, begrenzt wird. Fernerhin betrifft die Erfindung die Verwendung solch einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter in einem Haltermodul zur Arretierung von Leitungen, wodurch die auf die Leitungen aufbringbaren Klemmkräfte zur Arretierung in definierter Weise begrenzt werden können.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Schrauben-Mutterverbindungen werden in aller Regel eingesetzt, um zwischen dem Schraubenkopf und der -mutter befindliche Bauteile mit einer Klemmkraft zu beaufschlagen, so dass diese in ihrer Lage fixiert werden. Dabei besteht häufig der Bedarf, die über die Schraube bzw. die Mutter aufbringbare Klemmkraft zu begrenzen, um entweder die zulässigen Zugspannungen im Schraubenschaft nicht zu überschreiten, oder um die auf die Bauteile einwirkenden Klemmkräfte aufgrund der zulässigen Materialspannungen der Bauteile zu begrenzen. Da in aller Regel ein linearer Zusammenhang zwischen diesen Klemmkräften und den Drehmomenten besteht, welche auf die Schrauben-Mutterverbindung aufgebracht werden, wird normalerweise das Drehmoment als Richtgröße verwendet, anhand dessen ein Rückschluss auf die aufgebrachte Klemmkraft gezogen werden kann.
Um eine definierte Klemmkraft auf eine Schrauben-Mutterverbindung aufbringen zu können, werden daher häufig sogenannte Drehmomentschlüssel verwendet, mit welchen sich ein vorbestimmbares Drehmoment und somit eine bestimmte Klemmkraft auf die Schrauben-Mutterverbindung aufbringen lässt. Derartige Drehmomentschlüssel weisen häufig eine sehr aufwendige Einstellmechanik auf, mit welcher sich das mit dem Drehmomentschlüssel aufbringbare Drehmoment einstellen lässt, und bei dessen Überschreitung der Drehmomentschlüssel entweder ein hörbares Geräusch erzeugt oder von selbst ausrastet, also leer läuft.
Zwar lässt sich mit derartigen Drehmomentschlüsseln ein vorbestimmbares Drehmoment auf eine Schrauben-Mutterverbindung aufbringen, jedoch sind dieses Drehmomentschlüssel in aller Regel sehr groß bauend, schwer und daher auch verhältnismäßig unhandlich zu bedienen, sodass sich diese in vielerlei Hinsicht als mit Nachteilen behaftet erweisen.
Insbesondere wenn tausende Schrauben-Mutterverbindungen mit solch einem Drehmomentschlüssel angezogen werden sollen, wie dies beispielsweise in der Flugzeugstrukturmontage der Fall ist, erweist sich die Handhabung derartig groß bauender und schwerer Drehmomentschlüssel in ergonomischer Hinsicht als unbefriedigend. Außerdem sind gerade im Bereich der Flugzeugstrukturmontage die Schrauben-Mutterverbindungen häufig nur schlecht zugänglich, sodass sie mit solch einem groß bauenden Drehmomentschlüssel nicht oder nur kaum zugänglich sind.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend von den zuvor beschriebenen Problemen, welche beim Anziehen einer Schrauben-Mutterverbindung unter Verwendung eines bekannten Drehmomentschlüssels auftreten können, besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Realisierung anzugeben, mit der sich auf einfache Art und Weise und ohne Einsatz eines Drehmomentschlüssels auf eine Schrauben-Mutterverbindung ein Drehmoment, respektive Klemmkraft mit einer vorbestimmbaren Größe aufbringen lässt.
Diese Aufgabe wird mit einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter sowie durch die Verwendung solch einer Schraubenmutter in einem Haltermodul mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Die erfindungsgemäße Schraubenmutter dient zur Begrenzung des Drehmoments, respektive der Klemmkraft, welche bei einer Verschraubung der Schraubenmutter mit einer Schraube auf ein zu verschraubendes Bauteil aufgebracht wird. Die erfindungsgemäße Schraubenmutter weist einen Klemmkörper auf, welcher bei der Verschraubung mit dem zu verschraubenden Bauteil in Anlage gelangt. Daneben umfasst die erfindungsgemäße Schraubenmutter ferner einen Schraubkörper, welcher mit einem Innengewinde ausgestattet ist, mit dem die Schraubenmutter auf die zuvor genannte Schraube aufgeschraubt werden kann. Der Klemmkörper und der Schraubkörper sind in Achsrichtung des Innengewindes des Schraubkörpers zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung beweglich angeordnet, sodass sich bei Überschreitung einer definierten Klemmkraft, respektive Drehmoment, welches mit der Schraubenmutter aufgebracht wird, die Entriegelungsstellung einstellt, welchen Zustandsübergang ausgehend aus der Verriegelungsstellung eine Rückstellkraft kontinuierlich entgegen wirkt, und welche versucht, den Klemmkörper und den Schraubkörper in ihren Ausgangszustand zurück zu überführen, in welchem sie sich in der Verriegelungsstellung befinden.
Wird bei einer Schraubverbindung daher eine erfindungsgemäße Schraubenmutter eingesetzt, so ist es nicht erforderlich, zur Drehmomentbegrunzung einen Drehmomentschlüssel zu verwenden, da, sobald ein zulässiges Drehmoment, respektive Klemmkraft überschritten wird, die Schraubenmutter die Entriegelungsstellung einnimmt, in der es nicht mehr möglich ist, die Klemmkraft zu steigern, da sich der Klemmkörper gegenüber dem Schraubkörper leer dreht.
In der zuvor genannten Entriegelungsstellung befinden sich der Klemmkörper und der Schraubkörper nicht im Eingriff miteinander, sodass sie sich relativ zueinander verdrehen lassen. In der Verriegelungsstellung hingegen stehen der Klemmkörper und der Schraubkörper formschlüssig in Eingriff miteinander und stellen somit, wie eine gewöhnliche Schraubenmutter auch, ein Mittel dar, mit welchem sich eine Klemmkraft auf ein zu verschraubendes Bauteil aufbringen lässt. So lange sich somit die Schraubenmutter bzw. der Klemmkörper und der Schraubenkörper in ihrer Ausgangsstellung befinden, in welcher sie sich in der Verriegelungsstellung befinden, lässt sich die Schraubenmutter wie eine gewöhnliche Mutter auf eine Schraube aufdrehen, um auf ein zu verschraubendes Bauteil eine gewünschte Klemmkraft aufzubringen. Sobald eine definierte Klemmkraft auf das Bauteil unter Verwendung der Schrauben-Mutterverbindung aufgebracht worden ist, wird sich die Entriegelungsstellung von Klemmkörper und Schraubkörper einstellen, in der diese beiden Körper nicht länger in Eingriff miteinander stehen, sodass eine über den Klemmkörper weiter aufgebrachte Drehbewegung in keine zusätzliche Klemmkraft mehr umgesetzt werden kann, wodurch eine Begrenzung der Klemmkraft bzw. des Drehmoments erzielt werden kann.
Damit, wenn sich einmal die Entriegelungsstellung eingestellt hat, sich bei nachlassender Klemmkraft der Klemmkörper und der Schraubkörper wieder zurück in ihrer Ausgangsstellung bewegen können, in welcher sie sich in der Verriegelungsstellung befinden, um mit der Schraubenmutter die Klemmkraft wieder steigern zu können, sind der Klemmkörper und der Schraubkörper zur Erzeugung der Rückstellkraft elastisch-federnd zwischen der Entriegelungsstellung und der Verriegelungsstellung beweglich zueinander angeordnet. Durch diese elastisch-federnde Anordnung der beiden Körper zueinander kann erreicht werden, dass der Klemmkörper in Bezug auf den Schraubkörper kontinuierlich dazu angehalten wird, sich zurück in die Verriegelungsstellung zu bewegen, um im Falle eines Abfallens der Klemmkraft diese mit der Schraubenmutter wieder aufbringen zu können.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind der Klemmkörper und der Schraubkörper koaxial zueinander angeordnet, sodass der Schraubkörper quasi im Innern des Klemmkörpers zum Liegen kommt. Hierzu weist der Klemmkörper eine Durchgangsöffnung auf, in der er den Schraubkörper aufnimmt. Diese Durchgangsöffnung ist so ausgebildet, dass darin der Schraubkörper aufgenommen werden kann, um sich in Längsrichtung des Innengewindes des Schraubkörpers in der Durchgangsöffnung zwischen der Entriegelungsstellung und der Verriegelungsstellung hin und her bewegen zu können.
Gemäß einem besonderen Aspekt umfasst die erfindungsgemäße Schraubenmutter ferner ein Federelement, welches die Rückstellkraft zwischen dem Klemmkörper und dem Schraubkörper erzeugt. Dieses Federelement ist dabei in seiner Ausgestaltung auf keine spezielle Ausführungsform beschränkt, solange es nur in der Lage ist, die Rückstellkraft zwischen dem Klemmkörper und dem Schraubkörper zu erzeugen oder mit anderen Worten, den Klemmkörper und den Schraubkörper ausgehend aus der Entriegelungsstellung kontinuierlich dazu zu veranlassen, sich in die Verriegelungsstellung zu bewegen. Zwar ist das Federelement auf keine spezielle Ausführungsform beschränkt, jedoch können beispielhafte Ausführungsformen des Federelements darin bestehen, dass dieses als Schraubenfeder, Gummifeder, Blattfeder, Tellerfeder oder Luftfeder ausgebildet ist.
Um eine gute Kraftübertragung von dem Federelement auf die beiden Körper sicher stellen zu können, erstreckt sich das Federelement zwischen einer ersten Widerlagerfläche, welche an dem Klemmkörper ausgebildet ist, und einer zweiten Widerlagerfläche, welche an dem Schraubkörper ausgebildet ist. So kann beispielsweise die erste Widerlagerfläche durch eine Ringschulter gebildet werden, welche in der Durchgangsöffnung des Klemmkörpers ausgebildet ist. Entsprechend kann die zweite Widerlagerfläche durch ein Ringflansch gebildet werden, welcher den Schraubenkörper kragenartig umfangsseitig umgibt. Bei dieser Ausgestaltung der Widerlagerflächen erstreckt sich das Federelement in radialer Richtung in Bezug auf das Innengewinde des Schraubkörpers koaxial zwischen dem Schraubkörper und dem Klemmkörper und ist in axialer Richtung des Innengewindes des Schraubkörpers zwischen die beiden genannten Widerlagerflächen eingepasst. Auf diese Weise lässt sich eine sehr kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Schraubenmutter erzielen, sodass sich die Schraubenmutter auch bei sehr beengten Platzverhältnissen einsetzen lässt.
Wie bereits Eingangs der Darstellung der Erfindung beschrieben wurde, stehen der Klemmkörper und der Schraubkörper in der Verriegelungsstellung über einen Formschlussmechanismus formschlüssig miteinander in Verbindung. Dieser Formschlussmechanismus umfasst einen Innenkonus, welcher koaxial in der Durchgangsöffnung des Klemmkörpers ausgebildet ist, und der mit ersten Formschlussmitteln versehen ist. Daneben weist der Formschlussmechanismus einen Außenkonus auf, welcher den Schraubkörper umfangsseitig umgibt und der mit zweiten Formschlussmitteln ausgestattet ist, welche mit den ersten Formschlussmitteln korrespondierend zusammenpassen. Der Innenkonus und der Außenkonus sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass sie in der Verriegelungsstellung ineinander eintauchen können, sodass die ersten Formschlussmittel und die zweiten Formschlussmittel formschlüssig ineinander eingreifen können. In der Entriegelungsstellung hingegen liegen sich der Innenkonus und der Außenkonus durch einen Abstand beabstandet gegenüber, sodass die ersten und zweiten Formschlussmittel nicht länger in Eingriff miteinander stehen, sodass sich der Schraubkörper und der Klemmkörper relativ zueinander um die Achse des Innengewindes des Schraubkörpers ungehindert verdrehen lassen.
Zwar kann der Klemmkörper jede beliebige Außenkontur aufweisen, welche nur geeignet ist, auf den Klemmkörper ein Drehmoment aufzubringen, um über den Klemmkörper in eine Klemmkraft umgesetzt zu werden, jedoch kann es sich als vorteilhaft erweisen, dem Klemmkörper eine zylindrische Gestalt zu verleihen, deren Hauptachse senkrecht zu der Achsrichtung des Innengewindes des Schraubkörpers verläuft. Auf diese Weise kann der Klemmkörper von einem zu verspannenden Bauteil aufgenommen werden und dabei dann für dieses Bauteil als eine Art Wipp- oder Schwenkachse dienen, um welche das Bauteil gekippt werden kann. Der genauere Sinn einer zylindrischen Ausbildung des Klemmkörpers wird durch die folgende Beschreibung der Verwendung der Schraubenmutter deutlich erkennbar.
Wie bereits zuvor erwähnt, schlägt die Erfindung ferner vor, eine erfindungsgemäße Schraubenmutter in einem Haltermodul zu verwenden, welches geeignet ist, Leitungen unterschiedlicher Stärke zu arretieren. Das Haltermodul umfasst einen Grundkörper mit zumindest einer Lagerfläche zur Aufnahme einer Leitung sowie eine Anlagefläche, mit der der Grundkörper an einem Strukturbauteil eines Flugzeugs befestigt werden kann. Fernerhin umfasst das Haltermodul zumindest eine als Waagebalken ausgebildete Traverse mit zumindest einer Gegenlagerfläche, die in Bezug auf den Grundkörper derart beweglich positioniert ist, dass die Leitung in Folge einer Bewegung der zumindest einen Traverse in zumindest einem Freiheitsgrad zwischen der zumindest einen Lagerfläche des Grundkörpers und der zumindest einen Gegenlagerfläche der zumindest einen Traverse arretiert werden kann. Darüber hinaus weist das Haltermodul zumindest eine Schraube auf, die die zumindest eine Traverse an dem Grundkörper beweglich anschließt und die geeignet ist, die zumindest eine Traverse zu einer Bewegung in Richtung des Grundkörpers zu veranlassen. Die erfindungsgemäße Schraubenmutter wird nun bei diesem Haltermodul in eine zylindrische Öffnung in der Mitte des Wagebalkens eingepasst, wozu die Schraubenmutter eine entsprechend ausgebildete zylindrische Außenkontur aufweist, sodass der Wagebalken in Bezug auf die Lagerfläche des Grundkörpers zur Arretierung einer Leitung gewippt werden kann. Wird nun die Schraube in das Innengewinde des Schraubkörpers der Schraubenmutter eingeschraubt, so wird dies bei einer Überschreitung eines definierten Drehmoments dazu führen, dass der Klemmkörper und der Schraubkörper die Entriegelungsstellung einnehmen, wodurch sicher gestellt werden kann, dass bei einer weiteren Drehung der Schraube bzw. der Schraubenmutter keine weitere Klemmkraft auf die arretierte Leitung aufgebracht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen exemplarisch erläutert. An dieser Stelle sei betont, dass die in den Figuren gezeigte Ausführungsform der Erfindung diese lediglich rein exemplarisch erläutert und insbesondere nicht als Schutzbereichs einschränkend aufgefasst werden darf. Es zeigt:
1 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Schraubenmutter;
2 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Schraubenmutter mit einer eingeschraubten Schraube;
3 zeigt eine Querschnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Schraubenmutter einschließlich eines eingeschraubten Schraubenschafts;
4 zeigt eine perspektivische Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße Schraubenmutter ohne einen Klemmkörper;
5 zeigt eine perspektivische Darstellung eines auf einen Schraubenschaft aufgeschraubten Schraubkörpers;
6 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Verbindung aus einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter und einer Schraube;
7 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Klemmkörpers;
8 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Schraubkörpers;
9 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Federelements;
10 zeigt eine Anwendung der erfindungsgemäßen Schraubenmutter in einem Haltermodul;
11 zeigt eine Seitenansicht des in der 11 gezeigten Haltermoduls;
12 zeigt einen Querschnitt durch ein Haltermodul mit einer großen und einer kleinen Leitung; und
13 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Traverse des Haltermoduls.
In sämtlichen Figuren hinweg sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen oder übereinstimmenden Bezugszeichen gekennzeichnet. Die Darstellungen sind nicht zwangsweise maßstäblich, können jedoch qualitative Größenverhältnisse wiedergeben.
BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die 1–13 ausführlich beschrieben, wobei in den jeweiligen Beschreibungspassagen vornehmlich auf jeweils eine oder mehrere Figur Bezug genommen wird, jedoch sind zum besseren Verständnis die übrigen Figuren jeweils parallel zu betrachten, von denen der verständige Leser die jeweils Zutreffendsten auswählen wird.
Die 1 zeigt die erfindungsgemäße Schraubenmutter 18 zur Begrenzung eines Drehmoments bzw. einer Klemmkraft in einer perspektivischen Querschnittdarstellung, in der lediglich der Klemmkörper 19 geschnitten ist. Die 3 hingegen zeigt eine flächige Querschnittdarstellung durch die erfindungsgemäße Schraubenmutter 18, in welche eine Schraube 22 eingeschraubt ist. Wie beiden Darstellungen entnommen werden kann, umfasst die erfindungsgemäße Schraubenmutter 18 einen außenliegenden Klemmkörper 19, welcher seine Bezeichnung seiner Funktion verdient, da er, wenn die erfindungsgemäße Schraubenmutter 18 auf eine Schraube 22 aufgeschraubt wird, wie dies beispielweise der 2 entnommen werden kann, mit einem zu verschraubenden Bauteil (nicht dargestellt) in Anlage gelangt, um darauf eine Klemmkraft aufzubringen. Neben dem Klemmkörper 19 umfasst die erfindungsgemäße Schraubenmutter fernerhin einen Schraubkörper 20, welcher innenseitig mit einem Innengewinde 21 ausgestattet ist, mit dem die Schraubenmutter auf die genannte Schraube 22 aufgeschraubt werden kann, wie dies die 2, 4, 5 oder 6 zeigen.
Wie bereits erwähnt, ist der Schraubkörper 20 im Innern des Klemmkörpers 19 angeordnet und kann zwischen einer Verriegelungsstellung, wie sie beispielsweise die 1 zeigt, und einer Entriegelungsstellung in Richtung des Innengewindes 21 hin und her bewegt werden. Damit der Schraubkörper 20 nicht zufällig die Entriegelungsstellung einnimmt, umfasst die Schraubenmutter 18 fernerhin ein Federelement 24, welches eine Rückstellkraft zwischen dem Klemmkörper 19 und dem Schraubkörper 20 erzeugt, welche kontinuierlich versucht, den Schraubkörper 20 in Bezug auf den Klemmkörper 19 in der verriegelten Stellung zu halten. Wird auf die Schraubenmutter 18 oder auf den Schaft der Schraube 22 ein Drehmoment aufgebracht, welches eine vorgegebene Größe überschreitet, so führt dies dazu, dass die Schraubenmutter 18 bzw. der Schraubenkörper 20 seine Entriegelungsstellung einnehmen wird, in welcher sich der Schraubkörper 20 in dem Klemmkörper 19 frei drehen kann, sodass bei weiterer Drehmomentbeaufschlagung des Schafts der Schraube 22 bzw. der Schraubenmutter 18 keine weitere Klemmkraft mehr auf das zu verschraubende Bauteil aufgebracht werden kann.
Wie die 1–6 zeigen, sind der Klemmkörper 19 und der Schraubkörper 20 koaxial zueinander angeordnet, wobei der Klemmkörper 19 eine Durchgangsöffnung 23 im Innern aufweist, in welcher er den Schraubkörper 20 aufnehmen kann. Hierbei ist die Durchgangsöffnung 23 derart geformt, dass sich der Schraubkörper 20 in der Durchgangsöffnung 23 in Längsrichtung, das heißt in Achsrichtung des Innengewindes 21 des Schraubkörpers 20 zwischen der Entriegelungsstellung und der Verriegelungsstellung hin und her verschieben lässt.
Zwar ist in dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel als Federelement 24 eine Schraubenfeder dargestellt, wie sie auch in vergrößerter Darstellung in der 9 herausgezeichnet ist, jedoch ist es selbstverständlich ebenfalls möglich, anstelle solch einer Schraubenfeder eine Gummifeder, eine Blattfeder, eine Tellerfeder oder eine Luftfeder zu verwenden, um die benötigte Rückstellkraft, welche den Schraubkörper 20 kontinuierlich in die Verriegelungsstellung zu drücken versucht, zu erzeugen.
Damit das Federelement 24 eine Druckkraft auf die beiden Körper 19, 20 erzeugen kann, um den Schraubkörper 20 in die Verriegelungsstellung zu drücken, weist sowohl der Klemmkörper 19 wie auch der Schraubkörper 20 geeignete Widerlagerflächen 25, 26 auf, zwischen welchen sich das Federelement erstreckt.
So ist, wie der 1, 2, 3 und 4 entnommen werden kann, in der Durchgangsöffnung des Klemmkörpers 19 eine erste Widerlagerfläche 25 in Form einer Ringschulter 25 ausgebildet, welche einen Versatz in der Durchgangsöffnung 23 darstellt. Im Unterschied dazu wird der Schraubkörper 20 durch einen Ringflansch 26 umfangsseitig und kragenartig umgeben, wodurch die Widerlagerfläche des Schraubkörpers 20 gebildet wird. Zwischen dem Ringflansch 26 und der Ringschulter 25 erstreckt sich das Federelement 24, um Druck auf diese Widerlagerflächen zu erzeugen, um so den Schraubkörper 20 kontinuierlich in die Verriegelungsstellung zu drücken.
Wie bereits erwähnt, stehen der Klemmkörper 19 und der Schraubkörper 20 in der Verriegelungsstellung über einen Formschlussmechanismus formschlüssig in Verbindung miteinander. Dieser Formschlussmechanismus wird durch einen Innen- bzw. einen Außenkonus 27, 28 mit entsprechenden Formschlussmitteln 29, 30 gebildet, welche in der Verriegelungsstellung formschlüssig miteinander in Eingriff stehen. So ist in der Durchgangsöffnung 23 des Klemmkörpers 19 ein Innenkonus 27 ausgebildet, welcher mit ersten Formschlussmitteln 29 in Form mehrerer Schlitze ausgestattet ist (siehe 1, 5). Im Gegensatz dazu wird der Schraubkörper 20 von einem Außenkonus 28 umgeben, welcher mit zweiten Formschlussmitteln 30 in Form mehrerer Grate oder Zähne ausgestattet ist. (4) Die Abmessungen des Innenkonus 27 und des Außenkonus 28 sowie der zugehörigen ersten und zweiten Formschlussmittel 29, 30 sind dabei derart aufeinander abgestimmt, dass der Innenkonus 27 passgenau mit dem Außenkonus 28 zusammenpasst, sodass in der Verriegelungsstellung die ersten Formschlussmittel 29 mit den zweiten Formschlussmitteln 30 formschlüssig in Eingriff gelangen.
Wird nun beispielsweise auf eine Schrauben-Mutterverbindung wie sie zum Beispiel in den 2 oder 6 gezeigt ist, über die Schraube 22 oder die Schraubenmutter 18 ein Drehmoment aufgebracht, so wird dies, wenn die mit der Schrauben-Mutterverbindung aufgebrachte Klemmkraft eine vordefinierte Größe übersteigt, dazu führen, dass das Federelement 24 zusammen gedrückt wird und sich somit der Schraubkörper 20 in die Entriegelungsstellung begibt, in der über die Schraubenmutter 18 oder die Schraube 22 kein weiteres Drehmoment und somit auch keine weitere Klemmkraft mehr auf das zu verschraubende Bauteil (nicht dargestellt) aufgebracht werden kann. Vielmehr wird die Schraube 22 oder die Schraubenmutter 18 leer drehen und somit das Drehmoment bzw. die Klemmkraft nicht weiter erhöhen.
Unter Bezugnahme auf die 10–13 wird nun die erfindungsgemäße Verwendung der Schraubenmutter 18 beschrieben. Die 10 zeigt ein Haltermodul 1 in einer perspektivischen Darstellung, welches im Wesentlichen aus einem Grundkörper 2 sowie einer Traverse 3 besteht. Der Grundkörper 2 wie auch die Traverse 3 können aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein.
Der Grundkörper 2 weist entlang seiner Oberfläche eine Lagerfläche 4 zur Aufnahme einer hier nicht dargestellten Leitung 10 auf und schließt an einem Ende mit einer Anlagefläche 6 ab, mit der der Grundkörper 2 beispielsweise an einem Strukturbauteil eines Flugzeugs befestigt werden kann. Die Anlagefläche 6 ist, wie dies der 12 entnommen werden kann, gegenüber der Haupterstreckungsrichtung des Grundkörpers 2 geneigt und bildet eine ebene Fläche aus, in der Bohrungen zur Befestigung des Haltermoduls 1 an einem Strukturbauteil vorgesehen sind. Wie der 12 entnommen werden kann, ist die Traverse 1 oberhalb der Lagerfläche 4 des Grundkörpers 2 angeordnet, sodass die Gegenlagerfläche 5 der Traverse 3 der Lagerfläche 4 des Grundkörpers 2 beabstandet gegenüber liegt.
In der Lagerfläche 4 des Grundkörpers 2 ist eine Ausnehmung 8 vorgesehen, in welche zur zumindest teilweisen Aufnahme der Traverse 3 dient.
Die 13 zeigt eine perspektivische Darstellung der Traverse 3, welche an ihrer Unterseite versetzt mit zwei ineinander übergehenden Gegenlagerflächen 5 versehen ist, welche in Verbindung miteinander im Querschnitt betrachtet wiederum eine Wellenform bilden. In der Mitte der Traverse 3 erstreckt sich horizontal durch dieselbe eine zentrale Durchgangsöffnung, in welcher die erfindungsgemäße Schraubmutter als Drehachse einpassbar ist, um welche die Traverse als Waagebalken gewippt werden kann.
Wie den 10 und 12 entnommen werden kann, ist die Traverse 3 von dem Grundkörper 2 beabstandet angeordnet, sodass die Lagerflächen 4 des Grundkörpers 2 den Gegenlagerflächen 5 der Traverse 3 durch Leitungen 10 beabstandet gegenüber liegen, welche zwischen die Lagerflächen 4 und Gegenlagerflächen 5 eingepasst und eingeklemmt werden.
Die Traverse 3 ist an dem Grundkörper 2 mit einem Spannmittel 11 in Form einer Schraube 22 angeschlossen, welche in das Innengewinde 21 des Schraubkörpers 20 eingeschraubt wird, welcher seinerseits über den Klemmkörper in die Traverse 3 eingepasst ist. Der Schraubenkopf der Schraube liegt dabei in einem speziell ausgebildeten Widerlager 16, welches unterhalb der Lagerfläche 4 ausgebildet ist und geeignet ist, eine kegelförmige Rotation der Schraube 22 zuzulassen.
Der Schraubenkopf der Schraube 22 findet somit ein entsprechendes Widerlager 16 unterhalb des Grundkörpers 2 des Haltermoduls 1, sodass, wenn die Schraube 22 angezogen wird, die Traverse 3 veranlasst wird, sich in Richtung des Grundkörpers 2 zu bewegen. Damit die auf dem Haltermodul 1 zu arretierenden Leitungen 10 in Folge eines zu großen Drehmoments, welches mit der Schraube 22 aufgebracht wird, nicht gequetscht oder beschädigt werden, wird nun hier die erfindungsgemäße Schraubenmutter 18 verwendet, welche die mit der Schraube 22 aufbringbare Klemmkraft begrenzt. Sobald nämlich die von der Schraube 22 aufgebrachte Klemmkraft eine durch die Federkonstante des Federelements 24 vorbestimmte Klemmkraft überschreitet, führt dies dazu, dass die Schraube 22 den Schraubkörper 20 aus der Verriegelungsstellung heraus in die Entriegelungsstellung zieht, in der der Schraubkörper 20 und der Klemmkörper 19 nicht mehr in Eingriff miteinander stehen, sodass die Schraube 22 leer dreht und kein weiteres Drehmoment mehr aufgebracht werden kann. Somit wird auf sehr einfache und Platz sparende Weise eine Realisierung zur Begrenzung eines Drehmoments bei einer Schrauben-Mutterverbindung zur Verfügung gestellt, ohne dass dabei ein Drehmomentschlüssel zum Einsatz kommen muss.
Bezugszeichenliste

1: Haltermodul
2: Grundkörper
3: Traverse
4: Lagerfläche
5: Gegenlagerfläche
6: Anlagefläche
8: Ausnehmung
10: Leitungen
11: Spannmittel
18: Schraubenmutter
19: Klemmkörper
20: Schraubkörper
21: Innengewinde
22: Schraube
23: Durchgangsöffnung
24: Federelement
25: Ringschulter
26: Ringflansch
27: Innenkonus
28: Außenkonus
29: Erste Formschlussmittel
30: Zweite Formschlussmittel

Claims

Schraubenmutter (18) zur Begrenzung des Drehmomentes, respektive der Klemmkraft, welche bei einer Verschraubung mit einer Schraube (22) auf ein zu verschraubendes Bauteil aufgebracht wird, umfassend: – einen Klemmkörper (19), welcher bei der Verschraubung mit dem zu verschraubenden Bauteil in Anlage gelangt; und – einen Schraubkörper (20) mit einem Innengewinde (21), mit dem die Schraubenmutter (18) auf die Schraube (22) aufschraubbar ist; wobei der Klemmkörper (19) und der Schraubkörper (20) in Achsrichtung des Innengewindes (21) zwischen einer Entriegelungsstellung und einer Verriegelungsstellung beweglich angeordnet sind, wobei der Klemmkörper (19) und der Schraubkörper (20) in der Verriegelungsstellung über einen Formschlussmechanismus formschlüssig im Eingriff miteinander stehen, wobei der Formschlussmechanismus einen mit ersten Formschlussmitteln (29) versehenen Innenkonus (27), welcher koaxial oder in der Durchgangsöffnung (23) des Klemmkörpers (19) ausgebildet ist, und einen mit zweiten Formschlussmitteln (30) versehenen Außenkonus (28) aufweist, welcher den Schraubkörper (20) umfangsseitig umgibt, und wobei der Innenkonus (27) und der Außenkonus (28) in der Verriegelungsstellung ineinander derart eintauchen, so dass die ersten Formschlussmitteln (29) und die zweiten Formschlussmitteln (30) formschlüssig ineinander eingreifen, und wobei sich bei Überschreitung einer definierten Klemmkraft die Entriegelungsstellung einstellt, welchem Zustandsübergang eine Rückstellkraft kontinuierlich entgegenwirkt.
Schraubenmutter gemäß Anspruch 1, wobei der Klemmkörper (19) und der Schraubkörper zur Erzeugung der Rückstellkraft elastisch-federnd zwischen der Entriegelungsstellung und der Verriegelungsstellung beweglich zueinander angeordnet sind.
Schraubenmutter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Klemmkörper (19) und der Schraubkörper (20) koaxial zueinander angeordnet sind.
Schraubenmutter gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Klemmkörper (19) eine Durchgangsöffnung (23) aufweist, in der er den Schraubkörper (20) aufnimmt.
Schraubenmutter gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend: – ein Federelement (24), welches die Rückstellkraft zwischen dem Klemmkörper (19) und dem Schraubkörper (20) erzeugt.
Schraubenmutter gemäß Anspruch 5, wobei das Federelement (24) als eines der Federelemente aus Gruppe von Federelementen bestehend aus Schraubenfeder, Gummifeder, Blattfeder, Tellerfeder und Luftfeder ausgebildet ist.
Schraubenmutter gemäß einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei sich das Federelement (24) zwischen einer ersten Widerlagerfläche an dem Klemmkörper (19) und einer zweiten Widerlagerfläche an dem Schraubkörper (20) erstreckt.
Schraubenmutter gemäß Anspruch 7, wobei die erste Widerlagerfläche durch eine Ringschulter (25) gebildet wird, welche in der Durchgangsöffnung (23) des Klemmkörpers (19) ausgebildet ist, und wobei die zweite Widerlagerfläche durch einen Ringflansch (26) gebildet wird, welcher den Schraubkörper (20) kragenartig umfangsseitig umgibt.
Schraubenmutter gemäß einem der voranstehenden Ansprüche, wobei der Klemmkörper (19) eine zylindrische Gestalt aufweist, dessen Hauptachse senkrecht zu der Achsrichtung des Innengewindes (21) des Schraubkörpers (20) verläuft.
Verwendung einer Schraubenmutter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Haltermodul (1) zur Arretierung von Leitungen (10) unterschiedlicher Stärke mit – einem Grundkörper (2) mit zumindest einer Lagerfläche (4) zur Aufnahme einer Leitung (10) sowie einer Anlagefläche (6) zur Befestigung des Grundkörpers (2) an einem Strukturbauteil (17), und – mit zumindest einer als Waagebalken ausgebildeten Traverse (3) mit zumindest einer Gegenlagerfläche (5), die in Bezug auf den Grundkörper (2) derart beweglich positioniert ist, dass die Leitung (10) infolge einer Bewegung der zumindest einen Traverse (3) in zumindest einem Freiheitsgrad zwischen der zumindest einen Lagerfläche (4) des Grundkörpers (2) und der zumindest einen Gegenlagerfläche (5) der zumindest einen Traverse (3) arretiert wird, und – mit zumindest einer Schraube, die die zumindest eine Traverse (3) an dem Grundkörper (2) beweglich anschließt und die geeignet ist, die zumindest eine Traverse (3) zu einer Bewegung in Richtung des Grundkörpers (2) zu veranlassen, wobei der Klemmkörper (19) der Schraubenmutter (18) eine zylindrische Außenkontur aufweist, mit der er in eine dazu korrespondierend ausgebildete zylindrische Öffnung in der Mitte des Waagebalken eingepasst ist, so dass der Waagebalken in Bezug auf die Lagerfläche (4) des Grundkörpers (2) zur Arretierung einer Leitung (10) gewippt werden kann, und wobei die Schraube (22) in das Innengewinde (21) des Schraubkörpers (20) der Schraubenmutter (18) eingreift, so dass sich bei Überschreitung eines definierte Drehmoments die Entriegelungsstellung einstellt.