DE19905706C2 - Kombimutter mit schräger Unterlegscheibe - Google Patents
Kombimutter mit schräger UnterlegscheibeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Mutter bzw. Schraube.
Bei Muttern und Schrauben bzw. den daraus herzustellenden Schraubverbin
dungen sind zum einen Unterlegscheiben unter die Preßfläche der Mutter bzw.
des Schraubenkopfes bekannt. Diese Unterlegscheiben erfüllen beispielsweise
den Zweck, beim Festziehen der Mutter bzw. des Schraubenkopfes eine Reibung
zwischen der Preßfläche und dem darunter liegenden Bauteil zu vermeiden,
wodurch die Oberflächenbeschichtung dieses Bauteiles beschädigt werden
könnte. Durch die Unterlegscheibe wird erreicht, daß die Unterlegscheibe zum
Untergrund in Ruhe verbleibt, und eine Relativbewegung nur zwischen Mutter
bzw. Schraubenkopf und Unterlegscheibe beim Festziehen stattfindet.
Weiterhin sind unterschiedliche Methoden bekannt, um das ungewollte Lösen
einer solchen Schraubverbindung durch Vibrationen etc. zu vermeiden. Zu diesem
Zweck ist es beispielsweise bekannt, in das Gewinde zwischen Schraube und
Mutter ein Kunststofformteil einzubringen oder einen Klebstoff.
Es ist ferner bekannt, Muttern unverlierbar, jedoch relativ zueinander drehbar, mit
Anbauteilen zu verbinden, beispielsweise mit elektrischen Kontaktfahnen oder
Distanzhülsen, indem diese über einen ringförmigen Hinterschnitt sowohl axial als
auch radial formschlüssig mit der Mutter verbunden sind.
Ferner beschreibt die DE 19 42 369 U eine selbstsichernde Mutter, die mit einer
Unterlegscheibe in Form eines Konusscheibenrings mit grösserem Durchmesser,
als die Mutter und als einziges Element zwar auch unlösbar mit der Mutter
verbunden ist, wobei aber diese Unterlegscheibe eine gleichmäßige Stärke
aufweist, d. h. dass ihre Oberseite zur Unterseite nicht geneigt ist.
Die DE 197 01 207 A1 beschreibt eine Unterlegscheibe zum Verhindern des
Lösens einer Mutter, bei der die Oberseite zur Unterseite leicht geneigt ist, welche
aber mit der Mutter oder einer Schraube nicht unverlierbar verbunden ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kombimutter bzw. Kombi
schraube zu schaffen, bei der sowohl ein unbeabsichtigtes Lösen verhindert ist als
auch eine Unterlegscheibe zur Schonung des darunter befindlichen Bauteiles
vorhanden, insbesondere unverlierbar vorhanden ist und die Kombimutter aus
möglichst wenigen Einzelteilen besteht und kostengünstig herzustellen sowie
leichter zu montieren ist, und bei der die Gewinde der herzustellenden
Schraubverbindung nicht beschädigt werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die leichte Schrägstellung zwischen Unterseite und Oberseite der
Unterlegscheibe wird beim Festziehen einer erfindungsgemäßen Kombimutter,
nachdem die Unterlegscheibe Kontakt mit dem darunter befindlichen Bauteil
erlangt hat, durch weiteres Festziehen der Mutter bewirkt, daß sich die Preßfläche
der Mutter vollflächig an die schräggestellte Oberseite der Unterlegscheibe anlegt.
Dies ist nur möglich durch zunehmende Schrägstellung der Mutter gegenüber der
Längsrichtung der Verschraubung, also des Schaftes des Gewindebolzens, auf
den die Mutter aufgeschraubt wird. Dies erzeugt in dem Schaft Scherspannungen,
die auf den gegenüberliegenden Seiten, also der dicksten und der dünnsten Seite
der Unterlegscheibe, gegeneinander gerichtet sind. Diese Scherspannungen
bewirken eine Verspannung zwischen dem Innengewinde der Mutter und dem
Außengewinde des Schaftes, die so groß ist, daß ein unbeabsichtigtes Lösen der
Mutter durch Vibrationen etc. nicht mehr möglich ist.
Durch die unverlierbare Verbindung von Unterlegscheibe und Mutter bzw.
Schraubenkopf muß bei der Montage nur ein statt zwei separater Bauteile
gehandhabt werden. Durch die Verhinderung der Querverschiebung der Unterleg
scheibe beim Festziehen der Mutter bzw. des Schraubenkopfes, die durch die in
Querrichtung betrachtete Keilwirkung der Unterlegscheibe immer auftritt, wird
verhindert, daß sich die dünne Seite der Unterlegscheibe mit dem Innenumfang
ihrer Durchgangsöffnung beim Festziehen der Schraubverbindung zunehmend
gegen das Außengewinde preßt und dieses beschädigt.
Durch den sowohl in axialer als auch radialer Richtung formschlüssigen
wenigstens einen und insbesondere radial umlaufenden Hinterschnitt an der
Preßfläche der Mutter bzw. des Schraubenkopfes und entsprechenden radial nach
innen ragenden Vorsprung der Unterlegscheibe (bzw. analog umgekehrt, also
Hinterschnitt in der Unterlegscheibe und Vorsprung an der Mutter bzw. am
Schraubenkopf) werden drei Vorteile mit einer einzigen Maßnahme erzielt:
- - Unverlierbarkeit zwischen Unterlegscheibe und Mutter bzw. Schraubenkopf
- - Drehbarkeit zwischen Unterlegscheibe und Mutter bzw. Schraubenkopf, sofern die formschlüssige Verbindung das hierfür notwendige Spiel aufweist
- - Begrenzung der Relativverschiebung in radialer Richtung auf die Größe des in der Formschlußverbindung enthaltenen Spieles und dadurch Verhinderung der Anpreßung der Unterlegscheibe an das Außengewinde.
Somit wird ein Kombiteil, also Kombimutter oder Kombischraube, erzielt, welches
wie bisherige Kombiteile funktioniert, demgegenüber aber zusätzliche Funktionen
besitzt, ohne daß die Herstellbarkeit erschwert wird.
Für die kostengünstige Herstellung derartiger Unterlegscheiben empfiehlt sich das
Ausstanzen aus Blechstreifen, die am linken Rand dicker als am rechten Rand
sind und eine Breite etwa entsprechend dem Außendurchmesser der Unter
legscheiben besitzen, sowie anschließende Kaltverformung des Innenumfanges
der Durchgangsöffnung der Unterlegscheibe zur Erzielung des radial nach innen
gerichteten Vorsprunges.
Der Formschluß wird nach Inkontaktbringen von Unterlegscheibe und Mutter bzw.
Schraubenkopf zwischen beiden bewirkt, indem der zunächst nur in axialer
Richtung vorstehende ringförmige Vorsprung von der Preßfläche der Mutter bzw.
des Schraubenkopfes radial nach außen verformt wird.
Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist am Beispiel einer Kombimutter in
den Figuren beispielhaft näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht der Kombimutter,
Fig. 2 eine damit erstellte Schraubverbindung,
Fig. 3 + 4 eine Querschnittsdarstellung sowie eine Aufsicht der Unterlegscheibe,
und
Fig. 5 eine Kombi-Schraube.
Fig. 1 zeigt die aus der Mutter 1 und der unverlierbar, aber drehbar daran
befestigten Unterlegscheibe 6 bestehende Kombimutter in der rechten Hälfte in
der Seitenansicht und in der linken Hälfte im Querschnitt.
Durch die Mutter 1, die außen den üblichen Außen-Sechskant 4 zum Ansetzen
eines Schraubenschlüssels aufweist, erstreckt sich in Längsrichtung 10 eine
Durchgangsöffnung mit einem Innengewinde 2 hindurch.
Die auf der Unterseite des dort vergrößerten Außendurchmessers der Mutter 1
ausgebildete Preßfläche 3 geht nicht vom radial äußeren Rand bis zum
Innengewinde 2 durch, sondern weist am inneren Ende der ringförmig
umlaufenden Preßfläche 3, welche lotrecht zur Längsrichtung 10, also der
Durchgangsrichtung des Innengewindes 2, verläuft, einen ringförmig umlaufenden
Fortsatz 22 auf.
Dieser im Querschnitt L-förmige Fortsatz 22 ragt schräg von der nach unten
weisenden Preßfläche 3 aus nach außen unten, steht also sowohl in
Längsrichtung 10 über die Preßfläche 3 vor, als auch radial nach außen über den
Innenumfang der ringförmigen Preßfläche 3 vor. Dadurch bildet er mit dem radial
inneren Ende der Preßfläche 3 eine rechteckige, trapezförmige oder auch V-
förmige Hohlkehle 21 in letzterem Fall mit einem Winkel von kleiner als 90°.
Die Unterlegscheibe 6 ist dadurch unverlierbar aber drehbar an dieser Mutter 1
befestigt, indem - wie besser anhand der Fig. 3 und 4 ersichtlich - die
Durchgangsöffnung 9 der Unterlegscheibe 6, die größer ist als der Durchmesser
des Innengewindes 2 der Mutter 1, an der Oberseite einen radial nach innen
weisenden vorzugsweise analog zur Hohlkehle 21 geformt, also rechteckig,
trapezförmig oder ebenfalls ringförmig umlaufenden, Vorsprung 23 aufweist. Im
Querschnitt ist der Vorsprung 23, der einstückig zusammen mit der Unterleg
scheibe 6 ausgebildet ist, ebenfalls V-förmig, wobei die eine Flanke des Vor
sprunges 23 mit der Oberseite 8 der Unterlegscheibe 6 fluchtet, während - im
letztgenannten Fall - die andere Flanke von der Innenwandung der Durchgangs
öffnung 9 aus schräg radial nach innen vorsteht.
Der zwischen dem freien Ende des Vorsprunges 23 verbleibende kleinste freie
Durchmesser der Durchgangsöffnung 9 ist etwas größer als der Außendurch
messer am Grunde der Hohlkehle 21 der Mutter 1, so daß zwischen beiden ein
geringfügiges Spiel besteht.
Durch das Eingreifen des Vorsprunges 23 in die Hohlkehle 21 kann die Unter
legscheibe 6 zwar relativ zur Mutter 1 gedreht, aber nicht von dieser abgenommen
werden ohne Beschädigung der Unterlegscheibe 6 und/oder der Mutter 1,
wodurch die Unverlierbarkeit gegeben ist.
Der Außendurchmesser der Unterlegscheibe 6 ist etwa so groß wie der Außen
durchmesser der Preßfläche 3 der Mutter 1.
Wie in der Ruhestellung der Kombimutter in Fig. 1 dargestellt, liegt die Unter
legscheibe 6 dabei nur mit ihrer dicksten Seite an der Preßfläche 3 der Mutter 1
an, sofern wie dargestellt die Kombimutter so gehalten wird, daß sich die
Unterlegscheibe 6 unter der Mutter 1 befindet. Die dünnere Seite der Unterleg
scheibe 6 hängt so weit von der Mutter 1 herab, bis deren Vorsprung 23 auf der
schrägen Flanke der Hohlkehle 21 aufliegt.
Wird eine solche Kombimutter 1 auf einem Gewindeschaft 5 aufgeschraubt - wie
in Fig. 2 ersichtlich - so daß die Unterseite 7 der Unterlegscheibe 6 insbesondere
vollflächig auf der Anlagefläche des angrenzenden Bauteiles aufliegt, so liegt die
Oberseite 8 der Unterlegscheibe 6 insbesondere vollflächig und ringförmig
umlaufend an der Preßfläche 3 der Mutter 1 an. Dadurch steht die Mutter 1 mit
ihrer Längsrichtung 10 nicht exakt lotrecht zur Längsrichtung des Schaftes 5, so
daß eine Verklemmung zwischen der Mutter 1 und dem Schaft 5 erfolgt.
Anstelle einer Mutter mit Innengewinde kann gemäß Fig. 5 auch der Schrauben
kopf einer Schraube in gleicher Weise zusammen mit der Unterlegscheibe 6
eingesetzt werden.
Dabei ist zu erkennen, daß die Funktion der Hohlkehle, in welcher die
Unterlegscheibe 6 unverlierbar gehalten wird, der Schaftabschnitt zwischen dem
Kopf der Schraube, also deren Preßfläche 3, und dem Außengewinde des
Schraubenschaftes genutzt wird. In diesem Fall muß die Durchgangsöffnung in
der Unterlegscheibe 6 geringfügig größer sein als der Schaftdurchmesser in
diesem Bereich, jedoch kleiner als der Außendurchmesser des Außengewindes.
Dadurch ist es möglich, auf den unbearbeiteten, rohen Schaft der Schraube die
Unterlegscheibe aufzuschieben und erst danach das Gewinde, beispielsweise
durch Rollen, herzustellen, wodurch eine Durchmesservergrößerung im
Gewindebereich auftritt, die die Unterlegscheibe 6 in Längsrichtung festhält,
jedoch Drehung relativ zur Schraube gestattet.
1
Mutter
1
' Schraube
2
Innengewinde
2
' Außengewinde
3
Preßfläche
4
Außensechskant
5
Schaft
6
Unterlegscheibe
7
Unterseite
8
Oberseite
9
Durchgangsöffnung
10
Längsrichtung
20
Querrichtung
21
Hohlkehle
22
Fortsatz
23
Vorsprung
Claims (24)
1. Kombimutter mit
einer Mutter (1) mit einem Innengewinde (2) zum Aufschrauben auf einen Schrauben- oder Bolzen-Schaft (5) mit einem Außengewinde passend zum Innengewinde (2) der Mutter (1),
einer Unterlegscheibe (6) mit einer Durchgangsöffnung (9) unter der Preßfläche (3) der Mutter (1),
wobei
die Oberseite (8) zur Unterseite (7) der Unterlegscheibe (6) geneigt ist und
die Unterlegscheibe (6) an der Mutter (1) unverlierbar befestigt ist sowie eine Vorrichtung vorhanden ist, die eine Verschiebung der Unterlegscheibe (6) quer zur Längsrichtung der Verschraubung verhindert.
einer Mutter (1) mit einem Innengewinde (2) zum Aufschrauben auf einen Schrauben- oder Bolzen-Schaft (5) mit einem Außengewinde passend zum Innengewinde (2) der Mutter (1),
einer Unterlegscheibe (6) mit einer Durchgangsöffnung (9) unter der Preßfläche (3) der Mutter (1),
wobei
die Oberseite (8) zur Unterseite (7) der Unterlegscheibe (6) geneigt ist und
die Unterlegscheibe (6) an der Mutter (1) unverlierbar befestigt ist sowie eine Vorrichtung vorhanden ist, die eine Verschiebung der Unterlegscheibe (6) quer zur Längsrichtung der Verschraubung verhindert.
2. Kombimutter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung in einer in radialer Richtung formschlüssigen Verbindung zwischen
der Mutter (1) und der Unterlegscheibe (6) besteht.
3. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die unverlierbare Befestigung zwischen der Unterlegscheibe (6) und der Mutter (1)
eine relative Drehbarkeit zueinander um die Längsrichtung (10) der
Verschraubung zuläßt.
4. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterlegscheibe (6) aus einem quer zu ihrer Hauptebene kaum
komprimierbaren Material, insbesondere aus Metall, besteht.
5. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterlegscheibe (6) und die Mutter (1) über einen Hinterschnitt, insbesondere
über einen umlaufend ringförmigen, insbesondere durchgehenden, Hinterschnitt
sowohl in axialer als auch in radialer Richtung formschlüssig miteinander
verbunden sind.
6. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der formschlüssige Hinterschnitt in einer V-förmigen Hohlkehle (21) besteht,
die zwischen der außen umlaufenden, ringförmigen Preßfläche (3) und einem
radial innerhalb der Preßfläche (3) angeordneten, axial über die Preßfläche (3)
vorstehenden sowie radial schräg nach außen gerichteten ringförmig umlaufenden
Fortsatz (22) besteht.
7. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der ringförmig umlaufende Fortsatz (22) außerhalb des Innengewindes (2) der
Mutter (1) angeordnet ist.
8. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterlegscheibe (6) am Innenumfang ihrer Durchgangsöffnung (6) an der
Oberseite (8) wenigstens einen radial nach innen weisenden, insbesondere
ringförmig umlaufenden, Vorsprung (23) aufweist, der in die Hohlkehle (21) paßt.
9. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die axiale Erstreckung der Hohlkehle (21) in Längsrichtung (10) gemessen
geringer ist als die Dicke der Unterlegscheibe (6) an ihrer dünnsten Stelle.
10. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Durchgangsöffnung (9) der Unterlegscheibe (6) an ihrer engsten Stelle größer
ist als der Nenndurchmesser des Innengewindes (2) der Mutter (1).
11. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Außendurchmesser der Unterlegscheibe (6) kleiner oder maximal gleich groß
wie der maximale Außendurchmesser der Mutter (1) ist.
12. Kombimutter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Winkel zwischen der Oberseite und der Unterseite der Unterlegscheibe (6)
zwischen 0,5° und 3°, insbesondere zwischen 0,8° und 1,5°, beträgt.
13. Kombischraube mit
einer Schraube mit einem Außengewinde (2') zum Einschrauben in ein passendes Innengewinde,
einer Unterlegscheibe (6) mit einer Durchgangsöffnung (9) unter der Preßfläche (3) des Schraubenkopfes
wobei
die Oberseite (8) zur Unterseite (7) der Unterlegscheibe (6) geneigt ist und
die Unterlegscheibe (6) an der Schraube unverlierbar befestigt ist sowie eine Vorrichtung vorhanden ist, die eine Verschiebung der Unterlegscheibe (6) quer zur Längsrichtung der Verschraubung verhindert.
einer Schraube mit einem Außengewinde (2') zum Einschrauben in ein passendes Innengewinde,
einer Unterlegscheibe (6) mit einer Durchgangsöffnung (9) unter der Preßfläche (3) des Schraubenkopfes
wobei
die Oberseite (8) zur Unterseite (7) der Unterlegscheibe (6) geneigt ist und
die Unterlegscheibe (6) an der Schraube unverlierbar befestigt ist sowie eine Vorrichtung vorhanden ist, die eine Verschiebung der Unterlegscheibe (6) quer zur Längsrichtung der Verschraubung verhindert.
14. Kombischraube nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung in einer in radialer Richtung formschlüssigen Verbindung zwischen
der Schraube und der Unterlegscheibe (6) besteht.
15. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die unverlierbare Befestigung zwischen der Unterlegscheibe (6) und der Schrau
be, insbesondere dem Schraubenkopf, eine relative Drehbarkeit zueinander um
die Längsrichtung (10) der Verschraubung zuläßt.
16. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterlegscheibe (6) aus einem quer zu ihrer Hauptebene kaum komprimier
baren Material, insbesondere aus Metall, besteht.
17. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterlegscheibe (6) und die Schraube über einen Hinterschnitt, insbesondere
über einen umlaufend ringförmigen, insbesondere durchgehenden, Hinterschnitt
sowohl in axialer als auch in radialer Richtung formschlüssig miteinander
verbunden sind.
18. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
der formschlüssige Hinterschnitt in einer V-förmigen Hohlkehle (21) besteht,
die zwischen der außen umlaufenden, ringförmigen Preßfläche (3) und einem
radial innerhalb der Preßfläche (3) angeordneten, axial über die Preßfläche (3)
vorstehenden sowie radial schräg nach außen gerichteten ringförmig umlaufenden
Fortsatz (22) besteht.
19. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
der ringförmig umlaufende Fortsatz (22) außerhalb des Außengewindes (2') der
Schraube angeordnet ist.
20. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Unterlegscheibe (6) am Innenumfang ihrer Durchgangsöffnung (6) an der
Oberseite (8) wenigstens einen radial nach innen weisenden, insbesondere
ringförmig umlaufenden, Vorsprung (23) aufweist, der in die Hohlkehle (21) paßt.
21. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 20,
dadurch gekennzeichnet, daß
die axiale Erstreckung der Hohlkehle (21) in Längsrichtung (10) gemessen
geringer ist als die Dicke der Unterlegscheibe (6) an ihrer dünnsten Stelle.
22. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Durchgangsöffnung (9) der Unterlegscheibe (6) an ihrer engsten Stelle größer
ist als der Nenndurchmesser des Außengewindes (2') der Schraube.
23. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Außendurchmesser der Unterlegscheibe (6) kleiner oder maximal gleich groß
wie der maximale Außendurchmesser des Schraubenkopfes ist.
24. Kombischraube nach einem der Ansprüche 13 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Winkel zwischen der Oberseite und der Unterseite der Unterlegscheibe (6)
zwischen 0,5 und 3°, insbesondere zwischen 0,8 und 1,5°, beträgt.
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DE19905706A1 DE19905706A1 (de) | 2000-09-07 |
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Cited By (1)
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DE102011018776A1 (de) | 2011-04-27 | 2012-01-26 | Daimler Ag | Kombimutter |
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DE1942369U (de) * | 1966-04-28 | 1966-07-14 | Adolf Pflugfelder | Selbstsichernde schraubenmutter. |
DE19701207A1 (de) * | 1997-01-15 | 1998-07-16 | Yoshiji Tutikawa | Unterlegscheibe zum Verhindern des Lösens einer Mutter |
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- 1999-02-11 DE DE1999105706 patent/DE19905706C2/de not_active Expired - Fee Related
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DE19905706A1 (de) | 2000-09-07 |
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