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