DE2052985B2 - Bis zu einem vorbestimmten drehmoment festziehbare schrauben mutter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bis zu einem bestimmten Drehmoment festziehbare Schraubenmutter mit Schlüsselanzugsflächen, insbesondere aus Kunststoff.

Bei Rohr- und Installationsarmaturen werden in iteigendem Maße Kunststoffmaterialien an Stelle von gewöhnlichen Metallarmaturen verwendet: bestimm-Ie Armaturarien benötigen eine oder mehrere Schraubenmuttern, um Rohre in ihrer Lage zu sichern. Fs ist häufig nötig, einige Formen von Pakkungs- oder Dichtungsmaterial zu verwenden, um Strömungsmilleldichtigkeit eines Anschlusses zu geivährlcislen. der mit solchen Armaturen gebildet ist; iewöhnlich werden faserförmige Packungs- oder lummidichtungsringe im Innern der Schraubenmutier verwendet, so daß das Anziehen der Mutler das Dichtungsmaterial zusammendrückt.

Bei der Verwendung von Kunststoffen wie Aeeta!- Mischpolymeren. die einen niedrigeren Reibungskotffizientcn als Messing haben, hat sich in der Praxis lerausgestellt. daß an die Mutter durch einen Schraubenschlüssel ein ausreichendes Drehmoment angelegt werden kann, um das Dichtungsmaterial durch den Spalt zwischen dem Rohr und der Rückseite der SchraiibcnmuHer zu drücken, wodurch die Wirksamkeit des Dichtungsmaterials herabgesetzt wird.

Es ist zur Vermeidung eines Überziehens einer Schraubenmutter bekannt (USA.-Patentschrift 2 685 812), diese in Form einer kombinierten Mctall-Kunslstoffmuttcr auszubilden, die zwei konzen* Irische Ringabschnittc mit eineinander passenden Flächen aufweist, die von komplementären Zähnen ccbildct sind. Der innere Ringabschnitt besteht aus JvJp-IaII mit Innengewinde, während der äußere Ringabschnitt aus Kunststoff besteht und auf der Innenseite eines hexagonalen Mdalirings befestigt ist. Die Zähne greifen übereinander, wobei die Drehung des inneren Abschnitts aufhört, wenn ein vorgegebenes Drehmoment bvi Anwenden eines an den hexagonalen Metallring angesetzten Schlüssels beim Anziehen der Mutter überschritten wird. Dieser Aufbau der Schraubenmutter ist verhältnismäßig kompliziert und vergleichsweise teuer in der Herstellung, da zwei Melallabschnitte und ein Kunststoffabschnitt notwendig ist.

Es ist ferner eine Schraubenmutter bekannt (USA.-Patentschrift 3 431 812), die an ihrer unteren Seite einen zylindrischen, gewindeloscn Abschnitt hat, wobei der Boden des zylindrischen Abschnitts eine konische Räche besitzt, so daß zuerst die Außenkante der Mutter eine Anschlagfläche berührt. In der Außenfläche des zylindrischen Abschnitts befindet sich eine Ringnut, wobei das Material der Mutter an der Basis der Ringnut beim Anziehen der Mutter verformt wird, um die axiale Weite der Nut bei einem gegebenen Drehmoment zu verringern. In der Nut befinde: sich ein ausquetschbares Material, das sichtbar anzeigt, daß sich die Nut in der Weite vermindert. Diese Anordnung ist weniger aufwendig als diejenige der vorbeschriebenen mehrteiligen Schraubenmutter, jedoch kann Überziehen der Schraubenmutter nicht ausgeschlossen werden, wenn das Sichtzeichen nicht bemerkt oder nicht beachtet wird.

Aufgabe der Erfindung ist es. eine bis zu einem vorbestimmten Drehmoment festziehbare Schraubenmutter zu schaffen, die bei einstückigem Aufbau zuverlässig ein Überziehen verhindert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schlüsselansatzflächen an ihren in Festziehdreh richtung vorderen Enden je eine elastische, bei dem gewünschten Drehmoment ihre Lage ändernde Zunge aufweisen, die durjh einen etwa parallel zur jeweiligen Schlüsselansatzfläche geführten Einschnitt gebildet ist. Bei Erreichen des zulässigen Drehmoment werden die Zungen so weit verbogen, daß die Schlüsselansai7f1ächen von der Schraubenmutter abrutschen, so daß es unmöglich ist. die Sc'iraubenmuttt.. zu überziehen. Darüber hinaus kann diese Schraubenmutter in einfacher Weise in einem Stück im Sprit/gußverfahren hergestellt werden.

Beim Ansetzen eines Schraubenschlüssels zum Drehen einer Schraubenmutter stützen sich die Schlüsselbackcn hauptsächlich auf das in Fesl/iehdrehrichtung vorne liegende Ende der Schlüsselansatzflächen, was durch den notwendigerweise etwas losen Sitz des Schraubenschlüssels auf der Schraubenmutter bedingt ist. der ein einfaches Ansetzen erlaubt. Die angelegte Kraft wird dabei auf zwei relativ kleine Flächenabschnitte konzentriert, wenn ein einfacher offener Schraubenschlüssel Anwe-^r|ung findet. Werden diese Flächenabschnitte erfii.jungsgemäß elastisch ausgebildet, so muß der Schraubenschlüssel abrutschen, sobald er durch elastisches Ausweichen dieser Abschnitte nicht mehr den notwendigen Halt findet. Das elastische Ausweichen entspricht der Verringerung des Abstandcs zwischen den Ansatzfläclien des Schlüssels, so daß dieser die Mutter nicht langer festhalten kann.

Die Zungen können an jeweils abwechselnd aufeinanderfolgenden Schlüsselansatzflächen vorgesehen ;>e!n. Durch Berechnung oder empirische Ermittlung

worden Länge und Starke der Zunge so hestimnu, daß die Verhiegung der Zunge unter dem maximal zulässigen Drehmoment gleich der Differenz zwischen dem Abstand der Schlüsselbacken und dem Abstand zwischen diametral gegenüberliegenden Ekken der Schraubenmutter ist, wobei die Verbiegiing für jede Zunge die Hälfte dieser Differenz ist. Die Last, bei der jede Zunge diese Verbiegung erreicht, !längt davon ah, ob ein offenendiger Schlüssel oder ein Ring- oder Steckschlüssel Anwendung findet. Bei einem offenendigen Schlüssel wird das gesamte Drehmoment über zwei Zungen übertragen, bei einem Steckschlüssel über sechs Zungen im Falle einer hexagonalen Mutter.

Für der. Fall, daß eine Schraubenmutter lediglich mit einem offenendiuen Schlüssel zu handhaben ist. kann für jedes Paar von einander gegenüberliegenden Schlüsselansatzflächen nur eine Zunge vorgesehen sein, so daß ein Schraubenschlüssel bei Verbifgung dieser Zunge nur an einer Ecke der Schraubenmutter abrutscht. Vorteilhaft befinden sich die Zungen an jeweils abwechselnd aufeinanderfolgenden Schlüsselansatzflächen.

Zur Erhöhung des Spiels zwischen den Backen des Schraubenschlüssels und den Schlüsselansalzflächen kann jede Schlüsselansatzfläche von ihrem in Festziehdrehrichtung vorderen Ende ausgehend, bis zu dem entgegen der Festziehdrehrichtung nächst folgenden Einschnitt zunehmend radial nach innen versetzt sein, derart, daß die freien Enden der Zungen über die benachbarten Schlüsselansatzflächen vorstehen. In diesem Fall liegen somit die Schlüsselansatzflächen zunehmend unterhalb ihrer ursprünglichen Ebene.

Erfindungsgemäße Schraubenmuttern sind insbesondere bei Rohrinstallationen, insbesondere bei Vollkunslstoffsystcmen anwendbar.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispiclen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer hexagonalen Schraubenmutter;

F i g. 1 zeigt eine Seitenansicht im Querschnitt, und

F i g. 3 zeigt eine Draufsicht eines Teils einer Schraubenmutter mit hinterschnittenen oder zurückgesetzten Seiten.

Die Schraubenmutter 1 ist ein gegossenes Sechseck aus Acetal-Mischpolymeren mit einem Standardmaß für Rohrarmaturmuttern und besitzt eine Innenbohrung 2 mit Rechtsgewinde: die Bohrung ist durch die Schultert an einer Mutterstirnfläche im Durchr.esscr verringert. Die Schraubenmutter 1 hat sechs Schlüsselansat/flächen 4.

In jeder Schlüsselansatzfläche 4 ist ein Einschnitt 5 vorgesehen, der sich zwischen den beiden Stirnflächen 6 und 7 erstreckt und so eine Zunge 8 bildet. Die Weite des Einschnitts 5 reicht aus, um dem freien Ende 9 der Zunge 8 die erforderliche Verbiegung zu ermöglichen, ohne die Einschnittsöffnung zu schließen. Die Länge der Zunge 8, die durch die Tiefe des Einschnitts 5 bestimmt ist. und ihre Stärke sind derart proportioniert, daß es der Zunge möglich ist. sich unter einer Kraft, die größer als das gewünschte maximale Drehmoment ist. in den Einschnitt zu biegen, und zwar um ein solches Maß. daß der Abstand A* in F i g. I gleich oder geringer als der senkrechte Absland zwischen den Backen eines auf die Schraubenmutter passenden Siar.dardschlüssels wird.

Beim Gebrauch ist die Schraubenmutter in der Bohrung 2 mit einem Dichtungsmaterial, beispielsweise einem O-Gummiring 10 versehen, wobei ein Rohr 1! durch die Bohrung in eine Rohrarmalur 12 läuft, auf die die Schraubenmutter geschraubt wird. Die Backen eines Schlüssels ergreifen einander gegenüberliegende Schlüsselansatzflächen 4 im Uhr-

zeigersinn. Wenn der Drehwiderstand der Schraubenmutter bei Drehung in Festziehdrohrichtiing wegen des Erfassens des Dichtungsmaterials zwischen dem Anschlac3 und der Rohrarmatur 12 ansteigt, nimmt das von" dem Schlüssel angelegte Drehmoment zu.

wodurch die Zungen 8 proportional nach innen verbogen werden. Sobald der O-Ring 10 voll zusammengedrückt ist, nimmt das erforderliche Drehmoment für weiteres Festziehen tark zu, so daß die Zungen 8 derart verbogen WLrden, daß der Ab-

stand X für die Schlüsselbacken klein genug wird und letztere über die verbogene Fläche der Zungen abrutschen. Wenn die angelegte Kraft aufgehoben wire! kehrt die Zunge in ihre ursprüngliche Lage zurück.

Sollte es notwendig sein, die Schraubenmutter zu lösen, wobei die Lage der Schlüsselbacken umgekehrt ist, wird die angelegte Kraft auf das in Festziehdrehrichtung hintere oder entgegengesetzte Ende der Schlüsselansatzflächen 4 unter Einschluß des freien Endes der Zunge 8 konzentriert, die unter Druck gesetzt und nicht bedeutend verbogen wird. Das maximale Drehmoment wird ausgeübt, um den Beginn der Drehung dei Mutter zu bewirken; danach fällt das Drehmoment schnell ab.

Der Einschnitt 5 muß nicht gemäß Zeichnung parallel zur Schlüsselansatzfläche 4 verlaufen, er kann auch in einem kleinen Winkel zu dieser Fläche liegen.

Eine weitere Ausführungsform ist in F i g. 3 dargestellt, in der die Schraubenmutter I Schlüsselansatzflächen 13 hat. die in einem kleinen Winkel zu der Ebene liegen, die die Kanten 14 am Schnitt der Sehlüssclansatzflächc verbindet. Die Schlüsselansatzfläche 13 endet an ihrem Schnitt mit dem Ein-

\5 schnitt 5. wobei das freie Ende 9 der Zunge 8 über die diese Fläche enthaltende Ebene vorsteht. Jede Schlüsselansatrfläche 4 ist somit von ihrem in Festziehdrehrichtung vorderen Ende ausgehend bis zu dem entgegen der Festziehdrehrichtung näehstfolgcnden Einschnitt zunehmend radial nach innen versetzt. Bei Benutzung wirken die Backen r'es Sch'üsscls auf die Ecken 14 beim Anziehen der Schraubenmutter und auf das freie Ende 9 der Zunge 8 beim Lösen, wobei wie in der zuvor beschriebenen Ausführungsform das Spiu zwischen den Schlüssclbacken und dor Schlüs:. Jansatzfläche erhöht wird. In einer Modifikation der zuletzt beschriebenen Ausführungsform ist die Schlüssclansatzfläche Ί3 nickt eben und kann sich beispielsweise zwischen der Ecke 14 und dem Einschnitt 5 krimmen.

Die Erfindung ist. ebenfalls bei Schraubenmuttern anwendbar, die zylindrische Seiten mit vier oder sechs Vorsprüngen von den Seiten besitzen, die derart angeordnet sind, daß sie in die Backen eines Schlüssels eingreifen. Solche Vorsprünge sind in ihrer Form gewöhnlich halbzylindrisch; erfindungsgemäß ist jeder Halbzylinder oder jeder zweite Halbzylinder über seine gesamte Länge hinterschnitten, um eine

Aussparung analog dem Einschnitt 5 in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zu bilden.

Eine erfindungsgemäße Schraubenmutter, die angeschraubt ist. wobei die freien Enden der Zungen eine Schleppkantc bezüglich der Festziehdreh richtung bilden, kann nicht leicht, wenn überhaupt, mit einem offenendigen Schlüssel abgeschraubt werden. Es besteht daher ein Vorteil darin, eine derartige Schraubenmutter auf diese Weise zur Sicherheit oder für Sicherungsanwendungen zu benutzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bis zu einem vorbestimmten Drehmoment s fesi.ziehbare Schraubenmutter mit Schlüsselansatzflächen, insbesondere aus Kunststoff, d a durch gekennzeichnet, daß die Schlüsselansatzflächen (4) an ihren in Festziehdrehrichtung vorderen Enden je eine elastische, bei dem ία gewünschten Drehmoment ihre Lage ändernde Zunge (8) aufweisen, die durch einen etwa parallel zur jeweiligen Schlüsselansatzfläche geführten Einschnitt (5) gebildet ist.

2. Schraubenmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (8) an jeweils abwechselnd aufeinanderfolgenden Schlüsselansatzflächen (4) vorgesehen sind.

3. Schraubenmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Schlüsselansatzfläche (13) von ihrem in Festziehdreh richtung vorderen Ende ausgehend, bis zu dem entgegen der Fcstziehdrehrichtung nächstfolgenden Einschnitt (5) zunehmend radial nach innen versetzt ist, derart, daß die freien Enden (9) der Zungen (8) über die benachbarten Schlüsselansatzflächen vorstehen.