DE19952891A1 - Leichtbaumutter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leichtbaumutter mit einem Innengewinde, mit wenigstens einer Anlagefläche für ein zu klemmendes Teil, die in einer Ebene quer zur Achse des Innengewindes ausgebildet ist, und mit Angriffsflächen für ein Werkzeug zum Aufbringen eines Anzugs- (Dreh-) momentes. Sie löst die Aufgabe, eine derartige Leichtbaumutter so zu gestalten, daß diese ein im Verhältnis zum Gewicht des eingesetzten Materials erhöhtes Anzugs- (Dreh-) moment zuläßt. Dazu ist das Innengewinde (2, 7, 19) an einer Zylinderwandung (1) ausgebildet, an der wenigstens auf der der Anlagefläche (4, 10) abgewandten Stirnseite Elemente (3, 11, 14) angeformt sind, an denen die Angriffsflächen (5, 12, 14, 16, 21) ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leichtbaumutter als Verbindungselement für eine lösbare Schraubverbindung, insbesondere für moderate Anzugs-(Dreh-)momente.

Eine Schraubverbindung zum lösbaren Klemmverbinden von Teilen wird durch Zug-, Druck- oder Scherkräfte beaufschlagt, die in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet der Schraubverbindung geringer oder größer sein können. Für Verbindungen, bei denen geringe oder moderate Anzugs-(Dreh-)momente auftreten, können gewichtsreduzierte Leichtbaumuttern zum Einsatz kommen. Aus der DE 43 07 645 A1 ist eine Drahtmutter bekannt, die gegenüber den üblichen, aus Vollmaterial gefertigten Muttern den Vorteil eines wesentlich geringeren Gewichts hat. Des weiteren sind verschiedene, aus Blech gefertigte Verbindungselemente (Leichtbaumuttern) mit einer Aussparung für eine Schraube oder einen Gewindebolzen bekannt, die beim Aufschrauben auf das Außengewinde einen Gewindegang ausbilden und bei Anlage an dem der jeweiligen Leichtbaumutter zugewandten Verbindungsteil zwischen diesem und der Schraube verspannt werden und eine der Verspannung entsprechende Klemmkraft ausüben können. Bei diesen Leichtbaumuttern ist das übertragbare Anzugs-(Dreh-)moment wegen des nur einen Gewindeganges und der Gestaltung derselben gering.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Leichtbaumutter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, daß diese ein im Verhältnis zu ihrem Gewicht erhöhtes Anzugs-(Dreh-)moment zuläßt.

Diese Aufgabe wird bei einer Leichtbaumutter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einer ein Innengewinde, wenigstens eine Anlagefläche für ein zu klemmendes Teil, die in einer Ebene quer zur Achse des Innengewindes ausgebildet ist, und Angriffsflächen für ein Werkzeug zum Aufbringen eines Anzugs-(Dreh-)momentes aufweisenden Leichtbaumutter das Innengewinde an einer Zylinderwandung ausgebildet ist, an der wenigstens auf der der Anlagefläche abgewandten Seite Elemente angeformt sind, an denen die Angriffsflächen ausgebildet sind.

Eine derartig gestaltete Leichtbaumutter weist auf Grund von Aussparungen und Freiräumen zwischen der das Innengewinde aufweisenden Zylinderwandung und den Angriffsflächen für ein Werkzeug ein günstiges (erhöhtes) Verhältnis zwischen dem durch diese übertragbaren Anzugs-(Dreh-)moment und ihrem Gewicht auf. Gegenüber einer herkömmlichen kompakten Mutter ergibt sich eine Gewichtseinsparung von 50 bis 85%, während das übertragbare Anzugs-(dreh-)moment nur um etwa 20% reduziert ist. Gegenüber den bekannten Leichtbaumuttern, die bei ihrer Montage nur einen Gewindegang ausbilden, ist die Zahl der Gewindegänge grundsätzlich nicht begrenzt, wodurch allein schon eine höhere Beaufschlagungsgrenze gegeben ist. Die Leichtbaumutter ist insbesondere für kleinere und mittlere Gewindeabmessungen geeignet, wenn moderate Anzugs-(Dreh-)momente übertragen werden sollen und die an der hergestellten Schraubverbindung wirkenden Zug-, Druck- oder Scherkräfte ebenfalls moderat sind. Das Gewinde kann in die Zylinderwandung geschnitten oder gedrückt sein, beispielsweise durch eine Innenhochdruckumformung. Die Leichtbaumutter wird bevorzugt aus einem Rohrabschnitt, insbesondere aus Stahl oder Aluminium, gefertigt, wobei der technologische Fertigungsablauf von der Art der Erzeugung des Gewindes abhängt. Bei einem geschnittenen Gewinde wird der Rohrabschnitt zuerst durch Faltvorgänge (Abkantfolge in einem Stufenwerkzeug) oder durch Tiefziehen verformt, und das Gewinde wird anschließend und zuletzt in die verbleibende Zylinderwandung eingeschnitten, während das Eindrücken eines Gewindes, beispielsweise durch die genannte Innenhochdruckumformung, vor der Verformung der Rohrabschnittsenden zur Bildung wenigstens einer Anlagefläche und von Angriffsflächen vorgenommen wird.

Eine einfache Ausführung einer erfindungsgemäßen Leichtbaumutter weist an den beiden Stirnseiten der Zylinderwandung einen Mehrkantbund, insbesondere einen Sechskantbund zur Ausbildung einer Sechskant-Leichtbaumutter, auf, derart, daß beide Bunde eine quer zur Achse des Innengewindes/Zylinders ausgebildete Anlagefläche für ein zu klemmendes Teil bilden und an beiden Bunden parallel zur Achse angeordnete Schnittflächen als Angriffsflächen für einen Schraubenschlüssel, bevorzugt einen Steckschlüssel zur Verhinderung einer Beschädigung der Leichtbaumutter, angeordnet sind. Dabei können zwischen den Angriffsflächen Aussparungen zur Gewichtsreduzierung angeordnet sein.

Die Leichtbaumutter kann auch so gestaltet sein, daß an einer Stirnseite der Zylinderwandung ein Bund mit einer Anlagefläche ausgebildet ist, und daß die Elemente, vorzugsweise sechs Elemente zur Ausbildung einer Sechskant-Leichtbaumutter, an der anderen Stirnseite angeformt und U-profilförmig ausgebildet und mit ihren Schenkeln quer zur Zylinderachse angeordnet sind, wobei sich der jeweils freie, radial zur Zylinderachse gerichtete Schenkel an der Zylinderwandung abstützen kann. Dabei bilden die Stege zwischen den Schenkeln parallel zur Achse angeordnete Angriffsflächen aus. Die Elemente sind aus technologischen Gründen durch radial ausgerichtete Aussparungen voneinander getrennt, was den Vorteil einer erheblichen Gewichtseinsparung mit sich bringt.

Auch kann die Leichtbaumutter an beiden Stirnseiten der Zylinderwandung mit jeweils eine Anlagefläche und Angriffsflächen ausbildenden Elementen versehen sein, die jeweils eine U-profilförmige Gestalt haben und mit ihren Schenkeln quer zur Zylinderachse angeordnet sind. Zwischen den Schenkeln ist jeweils eine Angriffsfläche parallel zur Zylinderachse ausgebildet. Die an den Stirnseiten angeformten Elemente sind jeweils durch radialgerichtete Aussparungen voneinander getrennt und korrespondieren mit den Elementen der anderen Stirnseite. Mit ihrem freien, radial nach innen gerichteten Schenkel sind die Elemente an der Außenseite der Zylinderwandung abgestützt. Ihre einander zugewandten Außenflächen können dabei aneinanderliegen. Diese festigkeitserhöhenden Maßnahmen erlauben es, höhere Anzugs-(Dreh-)momente zu übertragen und auch einen Maulschlüssel zum Anziehen der Leichtbaumutter zu benutzen. Die Außenflächen der jeweils an der Zylinderwandung angeformten Schenkel der U-profilförmigen Elemente dienen zugleich als Anlagefläche für ein zu klemmendes Teil.

Bei einer anderen Ausführungsform sind die an beiden Stirnseiten der Zylinderwandung angeformten und jeweils eine Anlagefläche ausbildenden Elemente, vorzugsweise sechs Elemente, L-profilförmig ausgebildet, wobei gegenüber der vorher beschriebenen Ausführungsform die nach innen gerichteten Schenkel in der Mitte der Zylinderwandung fehlen. Die jeweils freien und parallel zur Zylinderachse ausgerichteten Schenkel der an den beiden Stirnseiten der Zylinderwandung angeordneten Elemente korrespondieren miteinander, berühren sich und bilden gemeinsam Angriffsflächen aus. Die Stirnflächen der miteinander korrespondierenden Schenkel können verschweißt oder verlötet sein. Schließlich können im Bereich zwischen der Zylinderwandung und den Angriffsflächen festigkeitserhöhende Stützelemente in Form von Sicken oder Streben angeordnet sein.

Mit der Anordnung zusätzlicher festigkeitserhöhender Mittel erhöht sich allerdings der Aufwand der Leichtbaumutter, so daß der jeweilige Verwendungszweck die Ausführungsform bestimmen sollte.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 bis Fig. 5 verschiedene Ausführungsformen in perspektivischer Darstellung und

Fig. 6a bis Fig. 6f Fertigungstufen bei der Herstellung einer Leichtbaumutter.

In Fig. 1 ist eine Leichtbaumutter mit einem in eine Zylinderwandung 1 geschnittenen Innengewinde 2 für einen nicht dargestellten Gewindebolzen gezeigt. An beiden Stirnseiten des mit dem Innengewinde 2 versehenen Hohlzylinders ist ein Bund 3 mit einer Anlagefläche 4 zur Anlage an einem zu klemmenden Teil in einer im wesentlichen quer zur Achse des Hohlzylinders und damit des Innengewindes 2 gegebenen Ebene ausgebildet. Beide Bunde 3 sind als regelmäßige Sechskantbunde mit sechs parallel zur Zylinderachse angeordneten Angriffsflächen 5 gestaltet, wobei die Angriffsflächen 5 der beiden Bunde 3 jeweils miteinander korrespondieren, d. h., jeweils in einer Schnittebene parallel zur Zylinderachse ausgebildet sind. Zwischen den Angriffsflächen 5 sind Ausnehmungen 6 eingebracht.

Die Leichtbaumutter nach Fig. 2 weist an einer Stirnseite des mit einem gedrückten Innengewinde 7 versehenen Hohlzylinders 8 einen Bund 9 mit einer Anlagefläche 10 für ein zu klemmendes Teil und an der anderen Stirnseite sechs Elemente 11 mit angeformten Angriffsflächen 12 für ein Werkzeug auf. Die Elemente 11 sind L-förmig ausgebildet und durch radial ausgerichtete Aussparungen 13 voneinander getrennt.

In Fig. 3 ist eine Modifikation der Leichtbaumutter nach Fig. 2 gezeigt, bei der an einer Stirnseite des mit einem Innengewinde 7 versehenen Hohlzylinders 8 der Bund 9 und an der anderen Stirnseite sechs U-profilförmige Elemente 14 angeformt sind. Deren Schenkel sind quer zur Zylinderachse angeordnet und bilden mit dem zwischen diesen angeordneten Steg Angriffsflächen 15 für ein Werkzeug aus. Mit dem freien, nach innen zur Zylinderachse gerichteten Schenkel können sich die Elemente 14 an der Außenseite der Zylinderwandung abstützen. Dadurch sind höhere Anzugs-(Dreh-)momente mit dieser Leichtbaumutter übertragbar. Die Elemente 14 sind durch radial zur Zylinderachse gerichtete Ausnehmungen 13 voneinander getrennt.

Fig. 4 zeigt eine Ausführung, bei der an beiden Stirnseiten des Hohlzylinders an der Zylinderwandung sechs U-profilförmige und durch Ausnehmungen 13 voneinander getrennte Elemente 14 angeformt sind, wobei die an den beiden Stirnseiten angeordneten Elemente 14 miteinander korrespondieren. Bei dieser Ausführung bilden die miteinander korrespondierenden Elemente 14 mit den zwischen den Schenkeln angeordneten Stegen Angriffsflächen 16 aus. Die jeweils nach innen zur Zylinderachse gerichteten Schenkel 17 berühren sich und können sich an der Außenseite der Zylinderwandung abstützen, wodurch die Festigkeit der Leichtbaumutter gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungen erheblich erhöht ist. Die stirnseitig in einer Ebene quer zur Zylinderachse angeordneten Schenkel der Elemente 14 bilden jeweils eine Anlagefläche 18 für ein zu klemmende Teil aus.

In Fig. 5 ist eine Ausführung dargestellt, bei der an beiden Stirnseiten des mit einem geschnittenen Innengewindes 19 versehenen Hohlzylinders jeweils sechs Elemente 11 angeformt sind, die jeweils miteinander korrespondieren. Die jeweils freien Schenkel 20 der miteinander korrespondierenden Elemente 11 berühren sich mit ihren Stirnflächen und bilden gemeinsam eine Angriffsfläche 21 aus. An beiden Stirnseiten des Hohlzylinders sind Anlageflächen 22 in einer Ebenen quer zur Zylinderachse gegeben.

In den Fig. 6a bis 6f ist die Fertigungsfolge der in Fig. 5 dargestellten Leichtbaumutter gezeigt. Ausgangsstufe ist ein Rohrabschnitt 23 (a). Dieser wird in den beiden Endbereichen 24 jeweils auf etwa einem Drittel der Rohrabschnitte aufgeweitet (b) und anschließend (c) mit sechs Schlitzen 25 versehen. Die gebildeten achsparallelen Streifen 26 werden in einem ersten Schritt etwa in ihrer Mitte um 90° nach außen abgewinkelt (d) und anschließend in einem zweiten Schritt nochmals um 90° an ihrem Ansatz, so daß die Elemente 11 gebildet werden (e). Danach wird das Innengewinde 19 eingeschnitten (f). Die Dicke der Wandung des Rohrabschnitts muß im mittleren Bereich der Tiefe des zu erzeugenden Gewindes zuzüglich einer aus Festigkeitsgründen erforderlichen Restmaterialdicke entsprechen. Wird anstelle eines eingeschnittenen (Norm-)Gewindes ein (Sonder-)Gewinde eingedrückt, so erfolgt dieses bereits vor dem Einbringen der Schlitze.

Die Dicke der Rohrwandung kann bei einem eingedrückten Gewinde geringer als bei einem eingeschnittenen Gewinde sein und minimal der Restmaterialdicke bei diesem entsprechen. Die Leichtbaumutter eignet sich insbesondere für Normgewinde an M 12.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Zylinderwandung

2

Innengewinde

3

Bund

4

Anlagefläche

5

Angriffsfläche

6

Ausnehmung

7

Innengewinde

8

Hohlzylinder

9

Bund

10

Anlagefläche

11

Element

12

Angriffsfläche

13

Ausnehmung

14

Element

15

Angriffsfläche

16

Angriffsfläche

17

Schenkel

18

Anlagefläche

19

Innengewinde

20

Schenkel

21

Angriffsfläche

22

Anlagefläche

23

Rohrabschnitt

24

Endbereich

25

Schlitz

26

Streifen

Claims (11)

1. Leichtbaumutter mit einem Innengewinde, mit wenigstens einer Anlagefläche für ein zu klemmendes Teil, die in einer Ebene quer zur Achse des Innengewindes ausgebildet ist, und mit Angriffsflächen für ein Werkzeug zum Aufbringen eines Anzugs-(Dreh-)momentes, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde (2, 7, 19) an einer Zylinderwandung (1) ausgebildet ist, an der wenigstens auf der der Anlagefläche (4, 10) abgewandten Stirnseite Elemente (3, 11, 14) angeformt sind, an denen die Angriffsflächen (5, 12, 15, 16, 21) ausgebildet sind.

2. Leichtbaumutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Stirnseiten der Zylinderwandung (1) ein Mehrkantbund, insbesondere ein Sechskantbund, angeordnet ist, der sowohl die Anlagefläche (4) als auch mehrere Angriffsflächen, insbesondere sechs Angriffsflächen (5), in einem im wesentlichen rechten Winkel zu dieser aufweist.

3. Leichtbaumutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Angriffsflächen (5, 12, 15, 16, 21) Ausnehmungen (6, 13) ausgebildet sind.

4. Leichtbaumutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Stirnseite der Zylinderwandung (1) ein Bund (9) mit einer Anlagefläche (10) ausgebildet ist, daß die Elemente (14), vorzugsweise sechs Elemente (14), an der anderen Stirnseite angeformt und U-profilförmig ausgebildet und dabei mit ihren Schenkeln quer zur Zylinderachse angeordnet sind und mit dem Steg zwischen diesen jeweils eine Angriffsfläche (15) ausbilden, wobei die Elemente (14) durch radial ausgerichtete Ausnehmungen (13) voneinander getrennt sind.

5. Leichtbaumutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (14), vorzugsweise sechs Elemente (14), an beiden Stirnseiten der Zylinderwandung (1) angeformt, U-profilförmig ausgebildet und dabei mit ihren Schenkeln quer zur Zylinderachse angeordnet sind und mit dem Steg zwischen diesen jeweils eine Angriffsfläche (16) ausbilden, wobei die Elemente (14) durch radial ausgerichtete Ausnehmungen (13) voneinander getrennt sind und die an den gegenüberliegenden Stirnseiten ausgebildeten Elemente (14) miteinander korrespondieren.

6. Leichtbaumutter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die an den gegenüberliegenden Stirnseiten angeordneten Elemente (14) mit ihren nach innen zur Zylinderachse gerichteten Schenkeln (17) aneinander anliegen.

7. Leichtbaumutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (11), vorzugsweise sechs Elemente (11), an beiden Stirnseiten der Zylinderwandung (1) angeformt, durch Aussparungen (13) voneinander getrennt und L-profilförmig ausgebildet sind, wobei der jeweils freie Schenkel parallel zur Zylinderachse ausgerichtet ist, und daß die an den beiden Stirnseiten angeformten Elemente (11) miteinander korrespondieren und sich deren freie Schenkel (20) mit ihren Stirnflächen berühren und gemeinsam eine Angriffsfläche (21) ausbilden.

8. Leichtbaumutter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der miteinander korrespondierenden Schenkel (20) verschweißt oder verlötet sind.

9. Leichtbaumutter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Zylinderwandung (1) und den Angriffsflächen (5, 12, 15, 16, 21) Stützelemente in Form von Sicken oder Streben angeordnet sind.

10. Leichtbaumutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde in die Zylinderwandung (1) gedrückt oder geschnitten ist.

11. Leichtbaumutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus einem Rohrabschnitt (23), vorzugsweise aus Stahl oder Aluminium, durch Abkanten oder durch Tiefziehen, gefertigt ist.