DE2609186A1 - Sicherheitsmutter - Google Patents

Description

Ralph Otto Keen

29775 Groesbeck Highway

Roseville, Michigan 48066 (USA)

Si cherhe itsmutter

Die Erfindung bezieht sich auf Sicherheitsmuttern, die auf ein Gewindeglied, das mit der Gewindebohrung der Mutter in Eingriff steht, als Resultat einer örtlichen Deformation eines Teiles der Wandung der Gewindebohrung versperrt werden, sobald die Mutter auf dem Gewindeglied in ihre Endlage aufgeschraubt ist.

Der Stand der Technik kennt Sicherheitsmuttern mit einem örtlich deformierten Gewinde oder einer örtlich deformierten Gewindebohrung, was zu einem vorbestimmten Ausmaß von Festsitz zwischen dem Muttergewinde und dem Gewinde des Schaftgliedes führt, auf das die Mutter aufgeschraubt ist. Solche Sicherheitsmuttern, die manchmal vorwiegend auch als Drehmomentsperrmuttern bezeichnet werden, machen es er-

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forderlich, ein wesentliches Drehmoment auf die Mutter zum Aufschrauben derselben auf das Gewindeschaftglied aufzubringen. Es gibt im Stande der Technik auch Sicherheitsmuttern-Konstruktionen, die einen deformierbaren, aus Weichmetall oder Kunststoff bestehenden ringförmigen oder langgestreckten Einsatz in der Mutterngewindebohrung aufweisen, so daß ein wesentliches Ausmaß an Reibungssitz zwischen den Mutterinnengewinde und dem Außengewinde des in die Gewindebohrung eingesetzten Schaftgliedes vorhanden ist. Diese bekannten Sicherheits- oder Sperrmutterkonstruktionen weisen den Nachteil auf, daß sie ein zusätzliches Drehmoment, manchmal in übermässigem Ausmaß erfordern, um die Mutter auf den Gewindeschaft aufschrauben zu können, wobei es häufig auch zu einer wesentlichen Deformation des Gewindeschaftes kommt. Das beschränkte Ausmaß an Reibungswiderstand gegen eine Relativbewegung zwischen Mutter und Gewindeschaftglied, das durch solche Konstruktionen erreicht wird, wird wesentlich bei wiederholtem Zerlegen der Elemente vermindert, das einen raschen Verschleiß und Beschädigungen der Mutter selbst und dem mit ihr in Eingriff stehenden Gewindeschaftglied verursacht .

Es gibt auch noch weitere MutterSperrvorrichtungen, beispielsweise in Form einer üblichen Mutter und einer Gegenmutter, die miteinander in festem Eingriff verschraubt werden und zwar mit Hilfe einer mit Zungen versehenen Beilagescheibe, wobei sich die Zungen nach dem Anziehen der Mutter umbiegen und somit mit einem flachen Teil auf dem Außenumfang des Mutternkörpers in Eingriff kommen, um diesen in seiner Stellung zu halten. Man kennt auch das Einbohren einer Querbohrung durch den Mutternkörper und das eingeschraubte S_chaftglied und das Versperren der Mutter mit Hilfe eines Dornes oder Drahtes oder schließlich die Anwendung einer permanenten Anordnung, bei der die Mutter mit dem Gewindeschaftglied nach dem Festziehen der Mutter verschweißt oder verlötet wird.

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Weitere Sperreinrichtungen für solche Muttern bestehen in Gewindebohrungen radial im Mutternkörper, die jeweils mit einer Stellschraube versehen sind, deren Ende in Eingriff mit dem Gewindeschaftglied gebracht wird, nachdem die Mutter aufgeschraubt ist. Eine solche Anordnung kann aber erkennbar das Gewinde des Gewindeschaftgliedes so weit beschädigen, daß ein einfaches Lösen der beiden Elemente voneinander verhindert ist.

Weitere Sicherheitsmutternkonstruktionen sind beispielsweise in der US-PS 1 183 190 oder in der US-PS 2 641 345 beschrieben und zeigen radiale Gewindebohrungen, die teilweise durch den Körper der Mutter/führen und mit einer Stellschraube bestückt sind, deren Ende in einen deformierbaren Wandteil der Mutterlangsgewindebohrung greift, um die Mutter in ihrer Lage versperren zu können.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile der mit einer Gewindebohrung versehenen Sperrmuttern mit einem permanent deformierten Wandungsteil oder die Mangel von Sperrmuttern mit deformierbaren Einsätzen, da die Sieherheitsmutter gemäß der vorliegenden Erfindung in ihre Lage zum Zusammenbau von Elementen auf einem Gewindeglied ebenso leicht wie eine übliche Mutter aufgeschraubt werden kann und sich im aufgeschraubten Zustand leicht in dieser Lage bis zum eventuell erforderlichen Lösen versperrt oder gesichert werden kann. Bei einer Sicherheitsmutter gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Ausmaß dar Sperrkraft nicht vorbestimmt und lässt sich einstellbar auf jeden gewünschten Wert einregeln. Außerdem besteht keinerlei Gefahr einer Beschädigung des Gewindes des Gewindeschaftgliedes.

Eine Sicherheitsmutter gemäß der vorliegenden Erfindung erfordert keinerlei zusätzliche Sicherheitsmutter oder Sicherheit sbeilage scheibe, lässt sich auf jede Art üblicher oder

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nicht üblicher Muttern anwenden und führt zu einer Anordnung, die ein sauberes Aussehen aufweist, wenig Platz einnimmt, in keiner Weise die Werkzeuge stört, die im allgemeinen zum Anziehen von Muttern Verwendung finden, beispielsweise Schlüssel und Engländer und sichert eine sichere Anordnung mit jedem gewünschten Ausmaß an Sperreffekt.

Durch die Erfindung wird somit eine Sicherheitsmutter geschaffen, die aus einem sonst üblichen Mutternkörper hergestellt sein kann und durch örtliche Deformation der Wandung der Gewindebohrung der Mutter nach dem Festziehen derselben eine starke Klemm- und Sperrwirkung der Mutter auf dem Gewindeschaftglied, auf das sie aufgeschraubt ist, hervorruft, und die durch allgemeine Forderung nach örtlicher Deformation der Gewindebohrung innerhalb der elastischen Grenzen des Mutternkörpermaterials es der Wandung der Gewindebohrung der Mutter erlaubt, vor dem Abschrauben der Mutter vom Gewindeschaftglied beim Zerlegen der Anordnung in ihre Ausgangsgestalt zurückzukehren. Darüberhinaus weist die Sicherheitsmutter gemäß der vorliegenden Erfindung eine einfache Konstruktion auf, ist mit üblichen Bearbeitungseinrichtungen leicht herzustellen, liegt in ihren Kosten vergleichsweise niedrig, besitzt ein sauberes Aussehen und ist unendlich oft wiederverwendbar, wie es im allgemeinen bei jeder üblichen Mutter, die keine Sicherheitsmutter ist, der Fall ist.

Die Erfindung geht also aus von einer Sicherheitsmutter mit einem Mutternkörper mit zwei Stirnflächen und einer von Stirnfläche zu Stirnfläche durchgehenden Axialbohrung und kennzeichnet sich durch wenigstens einen Schlitz in einer der Stirnflächen des Mutterkörpers und ein zur örtlichen Deformation der Axialbohrung zwischen die beiden einander gegenüberliegenden Wandungen einsetzbares, diese Wandungen beim Einsetzen spreizendes Keilglied.

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Vorzugsweise ist der Schlitz konzentrisch zur Axialbohrung bogenförmig ausgebildet.

Das Keilglied besteht in weiterer Ausbildung der Erfindung zweckmässig aus einer konischen Stellschraube, die in eine sich wenigstens teilweise in wenigstens eine der Wandungen erstreckende Gewindebohrung greift. In der Axialbohrung
kann dabei eine Ringrille vorgesehen sein.

Die Axialbohrung kann mit einem Gewinde versehen sein. Die Ringrille erstreckt sich dabei zweckmässig wenigstens bis
in die Tiefe des Gewindes.

Die Ringrille kann in weiterer Ausbildung der Erfindung in der Axialbohrung an einer Stelle vorgesehen sein, die
wenigstens annähernd der Lage des Endes der Stellschrauben in deren voll in die Gewindebohrung eingeschraubter Stellung entspricht.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Endansicht einer Sicherheitsmutter gemäß der
vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Seitenansicht aus der Ebene 2-2 der Fig. 1;
Fig. 3 eine Endansicht aus der Ebene 3-3 der Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 1;

Fig. 5 einen der Fig. 4 ähnlichen Schnitt einer abgeänderten Ausführungsform einer Sicherheitsmutter nach den
Fig. 1 bis 4; und in

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Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung einer Sicherheitsmutter nach der Erfindung zur Halterung eines Lagers auf einer Welle.

Nach den Zeichnungen und insbesondere nach den Fig. 1 bis weist die als Ausführungsbeispiel wiedergegebene Sicherheitsmutter einen üblichen Mutternkörper 10 mit einer Axialbohrung 12 mit Gewinde 14 auf. Der Mutternkörper 10 ist mit einer im allgemeinen zylindrischen Umf angsflache 15 mit Kerben 16 versehen, so daß der Mutternkörper 10 unter Ansatz eines geeigneten Anziehwerkzeuges in Drehbewegung gesetzt werden kann, um sie in üblicher Weise auf ein dazugehöriges Element in einer gewünschten mechanischen Anordnung festzuziehen. Es ist selbstverständlich, daß man auch jede andere Art eines Mutternkörpers verwenden kann, beispielsweise einen solchen mit geeignet angeordneten flachen Oberflächen am Umfang, zum Ansetzen eines geeigneten Schraubenschlüssels oder dergleichen.

Der Mutternkörper 10 weist zwei voneinander abgewendete Stirnringflächen 18 bzw. 19 auf, die in im wesentlichen senkrecht zur Achse des Mutternkörpers 10 stehenden Ebenen angeordnet sind. Dabei ist ein konischer Teil, beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel, der Teil 22, derart vorgesehen, daß die Stirnfläche 20 einen kleineren Außendurchmesser aufweist als die Stirnfläche 18, was jedoch nur als mögliche Ausführungsform wiedergegeben ist.Es ist ferner erkennbar, daß die Ausbildung des Mutternkörpers 10 eine Angelegenheit der Wahl und des Mutters ist und daß jede andere Form vom Fachmann ohne Abweichungen von den Grundprinzipien der Erfindung ebenfalls verwendet werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist wenigstens ein Schlitz, wie allgemein bei 24 angedeutet, im Mutternkörper 10 vorgesehen. Vorzugsweise sind jedoch mehrere solcher Schlitze vor-

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handen. Die Schlitze 24 können geradlinig oder, wie dargestellt, bogenförmig ausgebildet sein und sie können sich von einer Stirnfläche des Mutternkörpers 10 zur anderen Stirnfläche erstrecken oder wenigstens teilweise von einer Stirnfläche tief in den Mutternkörper 10, wie es das Ausführungsbeispiel zeigt. Jeder Schlitz 24 weist somit zwei im wesentlichen zueinander parallele, einander gegenüberliegende Wände 26 und 28 auf. Es sind Keilvorrichtungen zur steuerbaren Spreizung der einander gegenüberliegenden Wandungen vorgesehen, so daß man damit den Umfang der Gewindebohrung 12 des Mutternkörpers 10 in eine nicht kreisförmige Form deformieren kann. Beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel bestehen die Keilvorrichtungen aus einer im wesentlichen in der Mitte des Schlitzes 24 eingebohrten Bohrung 30 (vgl. Fig. 2 bis 4), wobei die Bohrung 30 konisch mit einem Gewinde 32 versehen ist, das eine konische Stellschraube 34 aufnehmen kann. Nachdem der Mutternkörper 10 auf ein Gewindeglied dicht aufgezogen ist, wird jede konische Stellschraube 34 derart angezogen, daß sie die gegenüberliegenden Wandungen 26 und 28 jedes Schlitzes 24 spreizt, wodurch die Wandung der Gewindebohrüng 12 des Mutternkörpers 10 so deformiert wird, daß ein regelbares und veränderbares Ausmaß von Mutterngewindepass-Sitz mit dem Gewinde des Gewindeschaftglied.es entsteht. Bei eng aufeinandersitzenden Gewinden von Gewindeschaftglied und Gewinde 14 der Axialbohrung 12 der Mutter ist nur eine geringe Deformation innerhalb des normalen Elastizitätsmoduls des Materials des Mutternkörpers 10 erforderlich, so daß man die konischen Stellschrauben 34 nur etwas zurückzuschrauben braucht, damit der Mutternkörper 12 aus seinem Klammereingriff mit dem mit ihn zusammenwirkenden Gewindeschaftglied gelöst wird.

Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer mechanischen Anordnung, bei der eine Sicherheitsmutter gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet ist. Beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel dient der Mutternkörper 10 dazu, ein Lager 36 auf dem einen reduzier-

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ten Durchmesser aufweisenden Teil 38 einer Welle 40 im Anschlag gegen einen Schulterteil 42 der Welle zwischen dem Teil mit normalem Durchmesser und dem Teil 38 mit reduziertem Durchmesser zu halten. Das Ende des Teiles 38 mit reduziertem Durchmesser ist mit einem Gewinde 44 versehen, auf das der Mutternkörper 10 aufgeschraubt wird, bis die Stirnfläche 20 des Mutternkörpers auf eine ringförmige Seitenfläche des inneren Laufringes des Kugellagers 36 greift. Die konischen Stellschrauben 34 werden dann, wie oben erläutert, angezogen, so daß die einander gegenüberliegenden Seitenwände der Schlitze 24 gespreizt werden und damit das Innengewinde des Mutternkörpers dicht mit dem Gewindeteil 44 der Welle in Eingriff kommt und der Mutternkörper 10 und damit auch das Lager 36 sicher an seinem Platz auf der Welle gehalten wird. Will man das Lager 36 von der Welle entfernen, dann werden die Stellschrauben 34 zurückgedreht und der Mutternkörper 10 ist dann gelöst, so daß er frei vom Eingriff mit dem Gewindeteil 44 der Welle abgeschraubt werden kann.

In Fig. 5 ist eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung wiedergegeben, die im wesentlichen der Konstruktion nach den Fig. 1 bis 4 entspricht mit der Ausnahme, daß eine Ringrille 46 auf der Oberfläche der Gewindebohrung 12 des Mutternkörpers 10 eingeschnitten ist. Die Ringrille 46 ist vorzugsweise etwas tiefer als der Boden des Gewindes 34 und ist an einer Längsstelle entsprechend annähernd dem Boden der Gewindebohrungen 30 in den Schlitzen 24 eingeschnitten. Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 liefert, wenn die konischen Stellschrauben 34 angezogen sind derart, daß die Keil-' wirkung der konischen Stellschrauben 34 die gegenüberliegenden Wände des Schlitzes auseinanderspreizt, die Ringrille 46 eine Bruch- oder Scherlinie für das Metall des Mutternkörpers derart, daß nur der Teil der Gewindebohrung 12, der dem bei 48 wiedergegebenen Teil entspricht und zwischen

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der Ringrille 46 und der Stirnfläche 18 des Mutternkörpers liegt, örtlich deformiert wird, während der Teil 50 zwischen der Ringrille 46 und der Stirnfläche 20 des Mutternkörpers beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel seine im wesentlichen kreisförmige Gestalt beibehält.

Bei dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel nach der Erfindung verlaufen die Schlitze 24 im wesentlichen konzentrisch zu der Gewindebohrung 12 des Mutternkörpers 10. Dies liefert eine symmetrische Ausbildung und erleichtert das Einschneiden der Schlitze 24 mit Hilfe geeigneter Schneidwerkzeuge, wobei der Mutternkörper 10 auf einem Gewindedorn auf einem Maschinentisch montiert wird und das Schneidwerkzeug einen Schnitt durchführt, während sich der Tisch über ein gewisses Winkelmaß dreht. Obwohl das Ausführungsbeispiel einer Sicherheitsmutter gemäß der Erfindung mit drei Schlitzen 24 versehen ist, ist es offenbar, daß bei bestimmten Anwendungsgebieten nur ein Schlitz erforderlich sein kann, und bei anderen Ausbildungen, insbesondere dort, wo der Mutternkörper einen wesentlich großen Durchmesser aufweist, und wenn zusätzlich eine starke Sperrwirkung erwünscht ist, mehr als drei Schlitze im Mutternkörper vorgesehen sein können.

Es ist vorzuziehen, die Schlitze 24 verhältnismässig eng in der Nachbarschaft der Gewindebohrung 12 vorzusehen, so daß das Metall oder das andere Material des Mutternkörpers 10 zwischen den Schlitzen und der Umfangsoberflache 15 des Mutternkörpers eine größere Festigkeit als das Metall des Mutternkörpers zwischen den Schlitzen und der Gewindebohrung 12 aufweist. Die im Schlitz sitzenden Gewindebohrungen 30 sind vorzugsweise im gleichen Abstand von den Enden des Schlitzes angeordnet, sie müssen jedoch nicht zentrisch bezüglich der einander gegenüberliegenden Wände 26 und 28 der Schlitze angeordnet sein, sondern können auch nur in einer dieser beiden Wandungen vorgesehen werden.

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Für den Fachmann ergibt sich aus der Beschreibung des Ausführungsbeispieles, daß die Sicherheitsmutter gemäß der Erfindung dadurch modifiziert werden kann, daß man das Innengewinde 14 weglässt und somit zu einer modifizierten Sicherheitsmutter kommt, die auf glatte, d.h. nicht mit Gewinde versehene ¥ellen aufgepasst werden kann und somit einen Sperring bildet.

Patentansprüche: - 11 -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   "IJ Sicherheitsmutter mit einem Mutternkörper mit zwei Stirnflächen und einer von Stirnfläche zu Stirnfläche durchgehenden Axialbohrung, gekennzeichnet durch wenigstens einen Schlitz (24) in einer der Stirnflächen (18) des Mutternkörpers (10) und ein zur örtlichen Deformation der Axialbohrung (12) zwischen die beiden einander gegenüberliegenden Wände (26,28) des Schlitzes (24) einsetzbares, diese Wände beim Einsetzen spreizendes Keilglied (34).

   2₀ Sicherheitsmutter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schlitz (24) konzentrisch zu der Axialbohrung (12) bogenförmig ausgebildet ist.

   3. Sicherheitsmutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Keilglied (34) aus einer konischen Stellschraube besteht, die in eine sich wenigstens teilweise in wenigstens eine der Wände (26, 28) erstreckende Gewindebohrung (30) greift.

   4. Sicherheitsmutter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Axialbohrung (12) eine Ringrille (46) vorgesehen ist.

   5. Sicherheitsmutter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialbohrung (12) mit einem Gewinde (14) versehen ist.

   6. Sicherheitsmutter nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringrille (46)

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   wenigstens die Tiefe des Gewindes (14) aufweist.

   7. Sicherheitsmutter nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringrille (46) in der Axialbohrung (12) an einer Stelle vorgesehen ist, die wenigstens annähernd der Lage des Endes der Stellschraube (34) in deren voll in die Gewindebohrung (30, 32) eingeschraubten Stellung entspricht.

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