DE19503962A1 - Halbmutter, die in der Lage ist, elastisch in eine andere Halbmutter einzugreifen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbmutter, insbeson­ dere eine Halbmutter, die in der Lage ist, elastisch in eine andere Halbmutter einzugreifen, um ein Mutterglied zum anein­ ander Befestigen von Objekten mit Hilfe eines Gewindebolzens zu bilden.

Gemäß US-Patent Nr. 5,248,232 wird eine Mutter-Bolzen-Anord­ nung offenbart, die ein Mutterglied mit zwei Hälften und einen Gewindebolzen zum Eingriff in diese zwei Hälften be­ inhaltet. Die Kombination dieser zwei Hälften mit dem Gewin­ debolzen stellt einen Verschlußmechanismus dar, der sich nicht leicht lockert, wenn eine externe Kraft auf ihn aus­ geübt wird.

Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung der Struktur einer der beiden Halbmuttern des Mutterglieds, so daß ein elastisch anliegender Eingriff zwischen den Halb­ muttern erzielt werden kann, wenn die Halbmuttern zur Befe­ stigung von Objekten mit einem Gewindebolzen verwendet werden.

Entsprechend hat die erfindungsgemäße Halbmutter einen kurzen Schaft mit einem Schraubenaußengewinde, sowie eine Innenwand, die eine hindurchgehende axiale Bohrung definiert. Die Innen­ wand der Halbmutter hat ein Schraubeninnengewinde mit einer ersten Gewindesteigung. Das Schraubenaußengewinde der Halb­ mutter hat eine zweite Gewindesteigung, die sich von der ersten Gewindesteigung unterscheidet. Das innere und das äußere Schraubengewinde der Halbmutter liegen im wesentlichen konzentrisch zueinander. Das Schraubenaußengewinde der Halbmutter wird von zwei im wesentlichen konstanten größeren und kleineren Radien definiert, während das Schraubeninnen­ gewinde durch im wesentlichen konstante größte und kleinste Radien bestimmt wird. Der kleinere Radius des Schraubenaußen­ gewindes ist größer als der größte Radius des Schraubeninnen­ gewindes. Das Schraubeninnengewinde der Halbmutter hat eine konstante Halbbreite, die größer ist als der Unterschied zwischen dem kleineren und dem größten Radius.

In der offenbarten Ausführungsform ist die erste Gewinde­ steigung des Innengewindes größer als die zweite Gewinde­ steigung des Außengewindes der Halbmutter.

Die erfindungsgemäße Halbmutter wirkt zusammen mit einer weiteren Halbmutter und einem Gewindebolzen zur Bildung eines Befestigungsmittels, das somit einen elastisch anliegenden Eingriff vorsieht, wenn das Befestigungsmittel zur Be­ festigung von Objekten aneinander eingesetzt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich, wobei

die Fig. 1A und 1B Querschnittsansichten der beiden Hälften eines erfindungsgemäßen Mutterglieds darstellen;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 1 eingekreisten Teils "F";

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäße Halbmutter im Zusammen­ wirken mit einem Gewindebolzen zur Befestigung von Objekten aneinander;

Fig. 4 ist eine Darstellung der erfindungsgemäßen Halbmutter im Zusammenwirken mit einem Gewindebolzen und einer weiteren Halbmutter des Mutterglieds zur Befestigung von zwei Objekten aneinander; und

Fig. 5 zeigt die Richtung von Kräften, die in den zwei Hälften des Mutterglieds auftreten, nachdem zwei Objekte mittels dieses Mutterglieds aneinander befestigt worden sind.

Mit Bezug auf die Fig. 1(A) und 1(B) beinhaltet ein Be­ festigungsmittel ein Mutterglied und einen Gewindebolzen, der geschraubt in das Mutterglied eingeführt wird. Das Mutter­ glied beinhaltet eine erste Hälfte 1 und eine zweite Hälfte 2. Die erste Hälfte 1 beinhaltet einen kurzen Schaft 12 mit einer vorgegebenen Länge L1 und einem Schraubenaußengewinde 120, sowie eine Innenwand 13, die eine axiale Bohrung defi­ niert und die ein Schraubeninnengewinde 130 mit einer ersten Gewindesteigung aufweist. Das Schraubenaußengewinde 120 der ersten Hälfte 1 hat eine zweite Gewindesteigung, die sich von der ersten Gewindesteigung des Schraubeninnengewindes 130 unterscheidet, und das Innengewinde und das Außengewinde 120 bzw. 130 sind im wesentlichen konzentrisch.

Die zweite Hälfte 2 hat eine Gewindebohrung mit einem ersten und einem zweiten Abschnitt 210 bzw. 220 mit unterschied­ lichen Radien. Der zweite Abschnitt 220 ist enger als der erste Abschnitt 210 und weist die erste Gewindesteigung auf. Der zweite Abschnitt 210 weist die zweite Gewindesteigung auf und kann in das Schraubenaußengewinde 130 der ersten Hälfte 1 eingreifen.

Mit Bezug auf Fig. 2 wird das Schraubenaußengewinde 120 der ersten Hälfte 1 durch einen im wesentlichen konstanten größeren Radius d1 definiert, der eine vertikale Strecke zwischen der strichpunktierten Linie P und der Achse C der ersten Hälfte 1 ist, und einem im wesentlichen konstanten kleineren Radius d2, der eine vertikale Strecke zwischen der strichpunktierten Linie N und der Achse C ist. Das Schrauben­ innengewinde 130 der ersten Hälfte 1 wird durch einen im wesentlichen konstanten größten Radius d3 definiert, der eine vertikale Strecke zwischen der strichpunktierten Linie M und der Achse C der ersten Hälfte 1 ist, und einen im wesent­ lichen konstanten kürzesten Radius d4, der eine vertikale Strecke zwischen der strichpunktierten Linie Q und der Achse C der ersten Hälfte 1 ist. Der kleinere Radius d2 des Schrau­ benaußengewindes 120 der ersten Hälfte 1 ist größer als der größte Radius d3 des Schraubeninnengewindes 130. Das Schrau­ beninnengewinde 130 hat eine konstante Halbbreite X, die größer ist als der Unterschied Y zwischen dem kleineren und dem größten Radius d2 und d3. Die konstante Halbbreite X ist eine Querschnittsbreite, die an der halben vertikalen Höhe zwischen einem Spitzenpunkt und dem Grund des Schraubeninnen­ gewindes 130 gemessen wird, d. h. zwischen den strichpunk­ tierten Linien M und Q. Die strichpunktierte Linie M, die horizontal zwischen den entfernten Endpunkten des größten Radius d3 gezogen wird, liegt im Vergleich zur strichpunk­ tierten Linie N, die horizontal zwischen den entfernten Endpunkten des kleineren Radius d2 gezogen wird, näher an der Achse C.

Mit Bezug auf Fig. 3 wird bei Gebrauch der Gewindebolzen 3 durch zwei Objekte 90 eingeführt, und die erste Hälfte 1 wird auf den Gewindebolzen 3 geschraubt. Eine Beilagscheibe 31 kann zwischen der ersten Hälfte 1 und den Objekten 90 vor­ gesehen sein. Man bemerke, daß die erste Gewindesteigung des Schraubeninnengewindes 130 größer ist als die zweite Gewinde­ steigung des Schraubenaußengewindes 120 der ersten Hälfte 1. Der Gewindebolzen 3 hat die gleiche Steigung wie das Schrau­ beninnengewinde 130 der ersten Hälfte 1, so daß eine axiale Dehnungs- und Kompressionskraft zwischen dem Gewindebolzen 3 und dem Schraubeninnengewinde 130 der ersten Hälfte 1 erzeugt wird, wenn letztere relativ zum vorherigen angezogen wird. Entsprechend bewirkt die Kraft, daß sich der Gewindebolzen 3 und die erste Hälfte 1 in entgegengesetzter Richtung zu den Objekten 90 bewegen und diese letzteren dadurch befestigen. Da der Kopfteil 11 der ersten Hälfte 1 dicker ist als der Schaft 12 und damit eine größere Stärke aufweist, ist zu beachten, daß eine Deformierung des Gewindes innerhalb des Schafts 12 schwerwiegender ist als innerhalb des Kopfteils 11. Der strichpunktierte Kreis A erfährt die größte Gewinde­ deformierung, während der strichpunktierte Kreis C die ge­ ringste Gewindedeformierung erfährt. Der Schaftteil 12 der ersten Hälfte 1, der schwächer als der Kopfteil 11 ist, wird entsprechend axial zusammengedrückt, wobei sich der Schaft­ teil 12 so zusammenzieht, daß er eine Länge L2 besitzt, die kürzer ist als die Länge L1, wie in Fig. 1 dargestellt wird.

Mit Bezug auf Fig. 4 wird die zweite Hälfte 2 auf dem Schraubenaußengewinde 120 der ersten Hälfte 1 festgeschraubt. Da der erste und der zweite Abschnitt 210 und 220 unter­ schiedliche Gewindesteigungen haben, und da die Gewinde­ steigung des zweiten Abschnitts 220 größer ist als die Gewindesteigung des ersten Abschnitts 210, bewirkt eine volle Umdrehung der zweiten Hälfte 2, daß der zweite Abschnitt 220 eine volle Länge seiner Gewindesteigung bewegt wird, während der erste Abschnitt 210 über eine größere Länge als seine Gewindesteigung bewegt wird, wodurch der erste Abschnitt 210 der zweiten Hälfte 2 weiter gegen die erste Hälfte 1 gedrückt wird. So wird der kurze Schaft 12 der ersten Hälfte 1 durch die Drehung der zweiten Hälfte 2 relativ zum Schaft der zweiten Hälfte 2 axial zusammengedrückt, so daß sich die Länge des Schaftes 12 auf L3 verkürzt, die kürzer ist als die Länge L2 des Schafts 12, bevor die zweite Hälfte 2 darauf aufgeschraubt wird. Unter diesen Umständen wird aufgrund der Reduzierung der Dicke des Schafts 12 zwischen dem Schrauben­ außengewinde 120 der ersten Hälfte 1 und dem zweiten Ab­ schnitt 220 der zweiten Hälfte 2 ein elastisch anliegender Eingriff erzeugt. Der Teil im strichpunktierten Kreis C′ erfährt die größte Gewindedeformation, während der Teil im strichpunktierten Kreis A′ die geringste Gewindedeformation erfährt. Es ist zu beachten, daß die Kräfte, die durch die erste und die zweite Hälfte 1 und 2 erzeugt werden, nachdem die erste Hälfte 1 auf den Gewindebolzen 3 geschraubt worden ist und die zweite Hälfte 2 auf den Schaft 12 der ersten Hälfte 1 geschraubt worden ist, sich gegenseitig ausgleichen, so daß sie einen festen Eingriff zwischen den Objekten 90 bewirken.

Mit Bezug auf Fig. 5 ist zu beachten, daß die Objekte 90 stationär ineinander greifen, nachdem die erste Hälfte 1 auf dem Gewindebolzen 3 festgezogen worden ist, wodurch zwei ent­ gegengesetzte Kräfte P und P1 erzeugt werden. Wenn die zweite Hälfte 2 relativ zum Schaft 12 der ersten Hälfte 1 angezogen wird, wird eine axiale Kompressionskraft Ps zwischen dem Schraubenaußengewinde 120 der ersten Hälfte 1 und dem ersten Abschnitt 210 der zweiten Hälfte 2 erzeugt. Wenn die Objekte in stationärer Stellung stehen, ist die durch die erste Hälfte 1 erzeugt Kompressionskraft P1 gleich der durch den Kopf des Gewindebolzens 3 erzeugten Kompressionskraft P. Falls eine externe Kraft auf die befestigten Objekte 90 aus­ geübt wird, die größer ist als die Kraft P1, dient die Kraft Ps als Kompensationskraft zur Verhinderung einer Bewegung der befestigten Objekte 90.

Wie oben beschrieben, bietet die verbesserte Struktur der ersten Hälfte 1 des Mutterglieds einen elastisch anliegenden Eingriff im Zusammenwirken mit der zweiten Hälfte 2 und dem Gewindebolzen 3. Somit ist eine Befestigung von Objekten 90 mit der Mutter-Bolzen-Anordnung mit der erfindungsgemäßen Halbmutter 1 im Vergleich zu einer herkömmlichen Mutter- Bolzen-Anordnung stärker.

Claims (2)

1. Eine Halbmutter (1) mit einem kurzen Schaft (12) mit einem Schraubenaußengewinde (120) daran und einer Innenwand (13) zur Begrenzung einer axialen Bohrung, wobei diese Innen­ wand (13) ein Schraubeninnengewinde (130) hat, wobei dieses Schraubeninnengewinde (130) der Halbmutter (1) eine erste Gewindesteigung hat, und das Schraubenaußengewinde (120) der Halbmutter (1) eine zweite Gewindesteigung hat, die sich von der ersten Gewindesteigung unterscheidet, wobei Innengewinde und Außengewinde (120, 130) im wesentlichen konzentrisch zu­ einander sind, das Schraubenaußengewinde (120) der Halbmutter (1) durch im wesentlichen konstante größere und kleinere Radien (d1, d2) definiert wird, das Schraubeninnengewinde (130) der Halbmutter (1) durch im wesentlichen konstante größte und kleinste Radien (d3, d4) definiert wird, wobei die Halbmutter (1) dadurch gekennzeichnet ist, daß der kleinere Radius (d2) des Schraubenaußengewindes 120 größer ist als der größte Radius (d3) des Schraubeninnengewindes (130), und das Schraubeninnengewinde (130) eine konstante Halbbreite (X) aufweist, die größer ist als ein Unterschied zwischen dem kleineren und dem größten Radius (d2, d3).

2. Die Halbmutter gemäß Anspruch 1, ferner dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Gewindesteigung des Schraubeninnen­ gewindes (130) größer ist als die zweite Gewindesteigung des Schraubenaußengewindes (120) der Halbmutter (1).