DE2737537A1

DE2737537A1 - Element zum bilden einer mutter

Info

Publication number: DE2737537A1
Application number: DE19772737537
Authority: DE
Inventors: Patrick Yelverton Williams
Original assignee: WILLIAMS PATRICK YELVERTON; YELVERTON WILLIAMS PATRICK
Current assignee: Williams Patrick Yelverton Tweed Heads New Sout
Priority date: 1976-06-11
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1979-03-01
Also published as: FR2401350B1; DE2737537C2; GB1564991A; AU1839376A; US4083288A; AU510597B2; FR2401350A1

Description

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN

Patrick Yelverton Williams, Castlecrag, New South Wales, 2068 Australien

Element zum Bilden einer Mutter

Die Erfindung betrifft ein Element zur Verwendung mit einem im wesentlichen gleich ausgebildeten Element zum Bilden einer Mutter, wobei das Element

a) gewölbt ist und sich annähernd 180° um eine Achse erstreckt, die bei Benutzung des Elementes mit der Achse eines Schraubenbolzens zusammenfällt, mit dem die Mutter in Eingriff ist,

b) sich in axialer Richtung zwischen ersten und zweiten Endflächen davon erstreckt,

c) eine äußere periphere Oberfläche aufweist,

d) eine innere Gewindeoberfläche zum Schraubeneingriff mit dem Schraubenbolzen aufweist,

e) und erste und zweite Seitenflächen besitzt, die sich jeweils zwischen den inneren und äußeren Oberflächen erstrecken. Die

Elemente der Mutter wirken mit einem Halteelement zum Bilden einer Mutter, die mit einem Schraubbolzen in Eingriff gelangt, zusammen.

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PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN ΘΟ · WILLROID ER STR. 8 · TEL. (Ο8β) 64064O

Herkömmliche Muttern müssen über die ganze Länge eines Schraubbolzens geschraubt werden, und nach einer gewissen Zeit ist es schwierig oder gar unmöglich, die Mutter wieder abzuschrauben. Bei vielen industriellen Anwendungen insbesondere bei Auftreten von Raxosion und Wartungsdienstbedingungen treten Probleme auf. Oft ist es nach einigen Monaten unmöglich, eine korrodierte Mutter abzuschrauben, und es muß dann ein Schneidwerkzeug verwendet werden. Es sind Schloßmuttern zur Vereinfachung der Anwendung und der Entfernung einer Mutter bekannt, aber die Ausbildung ist relativ komplex und daher teuer, und oftmals ist die Anbringzeit auch verhältnismäßig teuer. In vielen Fällen bekannter Schloßmuttern ist eine Umfassung zum Zusammenhalten der Mutterelemente erforderlich,und allgemein ist das Zusammenwirken eines Paares verschieden ausgebildeter Segmente erforderlich.

Die US-PS 37 97 336 beschreibt eine Schloßmutter mit einer kreisförmigen Halteklammer in einer Rille um die Mutter zum Zusammenklemmen der Segmente auf einem Schraubenbolzen. Diese Anordnung ist jedoch komplex und teuer und erfordert Spezialwerkzeuge, wodurch die Anwendung der Mutter auf Fälle mit gutem Zugang begrenzt wird.

Trotz des großen Bedarfs einer wirksamen, einfachen und billigen Schloßmutternanordnung ist keine diese Erfordernisse erfüllende Lösung bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Element zur Bildung einer Mutter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit dem eine zuverlässig und leicht verwendbare zusammengesetzte Mutter geschaffen wird, die in besonders einfacher Weise anwendbar ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Element der eingangs beschriebenen Art geschaffen, welches gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet

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ist, daß eine Lokalisierungseinrichtung auf wenigstens einer der Seitenflächen mit einem hervorstehenden Element und einer entsprechenden Ausnehmung vorgesehen ist, die im wesentlichen symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittenebene durch das Mutterelement hindurchgehend unter rechten Winkeln zur Achse angeordnet ist und daß das hervorstehende Element und die Ausnehmung jeweils mit einer Ausnehmung und einem hervorstehenden Element eines invertierten im wesentlichen gleich ausgebildeten Mutterelementes zur Bildung einer geteilten Mutter, im weiteren als Schloßmutter bezeichnet, und zur Begrenzung der Relativbewegung der Mutterelemente in axialer Richtung in Eingriff bringbar ist, daß der Gewindegang auf der Innenoberfläche einem Gewinde entspricht, bei dem eine Linie, die sich quer zu einer wirklichen Halbmutter am Schnitt der Mittenebene und der Ebene der Aufspaltung erstreckt, durch im wesentlichen die Mitte eines Gewindefußes auf einer Seite und im wesentlichen durch die Spitze des Gewindeganges auf der anderen Seite des Mutterelementes durchgeht, und daß die erste und zweite Endfläche zum Ineingriffbringen mit einer entsprechenden Ausnehmung einer Unterlegscheibe oder eines Werkstückes zum Festklemmen der Mutter um einen Schraubenbolzen an jeder Endfläche abgeschrägt sind.

In einer besonderen Ausfuhrungsform der Erfindung sind das hervorstehende Element und die Ausnehmung komplementär zueinander ausgebildet und symmetrisch gegeneinander versetzt auf gegenüberliegenden Seiten der Mittenebene angeordnet, und das Schraubengewinde ist so ausgebildet, daß die Mittenebene den Schraubengrund des Schraubenganges auf einer Seite der Mutter und die Spitze des Schraubenganges auf der anderen Seite des Mutterelementes schneidet, wenn die Seitenflächen des Mutterelementes so hervorstehen, daß sie diametral um 180° um die Achse einander gegenüberliegen, d.h. daß die Seitenflächen in der Ebene der Spaltung in der gespaltenen Mutter liegen.

Die zweite Seitenfläche kann auch eine Lokalisierungseinrichtung aufweisen, die genauso oder anders wie die Lokalisierungseinrichtung

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der ersten Seitenfläche ausgebildet ist. Das ist jedoch kein unbedingtes Erfordernis, und die zweite Seitenfläche kann absolut eben ausgebildet sein. Das Anbringen einer Lokalisierungseinrichtung auf beiden Seiten ist jedoch insofern vorteilhaft, als es eine leichte Orientierung eines Paares von Mutterelementen relativ zueinander durch Fühlen oder Betrachten ermöglicht. Allgemein liefert die vorliegende Erfindung ein einfaches, billiges und leicht herstellbares Teil-Mutterelement, welches sehr leicht mit einem identisch ausgebildeten geteilten Mutterelement korrekt ausgerichtet zusammensetzbar ist. Darüberhinaus können herkömmliche Schlüssel zum Befestigen geteilter Muttern verwendet werden, wenn die periphere Oberfläche die herkömm-liehen flachen Oberflächen für einen Schlüssel aufweist. Nur ein Teil der Drehung ist zum vollständigen Festziehen der Mutter erforderlich, und das ist besonders wichtig in Fällen, in denen der Zugriff begrenzt ist. Darüberhinaus ist ein Entfernen der Mutter auch bei schwerer Korrosion sichergestellt.

Vorzugsweise sind die Seitenflächen ein wenig von der eigentlichen Axialebene der gespaltenen Mutter zurückgesetzt, so daß ein kleiner Spalt ermöglicht, daß die Elemente bei Benutzung fest um den Bolzen herum geklemmt werden.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind die Endabschnittflächen als eine konische Oberfläche ausgebildet. Zwar kann auch eine sphärische Oberfläche für die Abschrägung verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch ein konischer Abschnitt verwendet, bei dem der Winkel der konischen Fläche zur Achse der gespaltenen Mutter vorzugsweise im Bereich zwischen 30° und 75° liegt. Der bevorzugte Winkel liegt bei annähernd 60°, da dadurch ermöglicht wird, daß die Mutter schon mit einer kleinen Drehung festgezogen wird und doch ein starker Aufbau mit einer Mutter von Standardhöhe erreicht wird. Darüberhinaus kann so eine übermäßige Tiefe der Gegenbohrung in der Unterlegscheibe oder dem Werkstück vermieden werden.

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Die zusammengesetzten Muttern nach der Erfindung können mit bekannten Herstellungsverfahren zu niedrigem Preis und mit kleinen Toleranzen hergestellt werden. Darüberhinaus sind Installation und Entfernen der Muttern schneller und einfach möglich, indem ein Paar Mutterelemente einfach in die Gegenbohrung des Werkstückes oder einer Unterlegscheibe herabgleitet und mit einem Bruchteil einer Umdrehung festgezogen wird. Das Design stellt ein schnelles und richtiges Zusammensetzen und die axiale Ausrichtung der Mutterelemente sicher, wodurch jedes Risiko eines Versetzens des Gewindes in axialer Richtung vermieden wird. Komplexe Einrichtungen zum Zusammenhalten sind nicht mehr erforderlich, und die Nachteile der Verwendung von Links- und Rechtshand-Elementen für eine Schloßmutter werden ausgeschlossen.

Obwohl vorzugsweise die Seitenflächen der Mutter sich in Ebenen parallel zur Achse des Mutterelementes erstrecken, können die Ebenen auch einen kleinen Winkel wie etwa 10° gegen die Achse einschließen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren, Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Frontansicht eines Schloßmutterelementes;

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Element;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Elementes; und

Fig. 4 einen Axialquerschnitt durch eine Anordnung mit einer Schloßmutter, einer Unterlegscheibe und einem Schraubenbolzen.

Es wird zunächst auf die Figuren 1 bis 3 Bezug genommen. Das Mutterelement 1 weist eine Innengewindeoberfläche 2, eine Außenoberfläche 2a mit Halbhexagonalform, erste und zweite Endflächen 3 und 4 und Seitenflächen 5 und 6 auf. Jede der Endflächen 3 und

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weist einen konischen Abschnitt 7 mit einem Winkel von ungefähr 60° zur Achse des Elementes auf. In der Ausführungsform sind Lokalisierungsmittel auf den Seitenflächen als hervorstehender rechteckiger Block 8 und als eine rechteckige Ausnehmung 9 (in der der Block 8 lose ist) vorgesehen, die an entsprechenden Positionen auf den gegenüberliegenden Seiten einer Mittenebene A-A senkrecht zur Achse des Mutterelementes liegen. Das Mutterelement ist so ausgebildet, daß, wenn die Seitenflächen so hervorstehen , daß sie in der Axialebene des Elementes liegen, wenn das Mutterelement sich genau 180° um die Achse erstreckt, die Mittenebene A-A die Axialebene entlang einer Linie, die auf einer Seite des Mutterelementes durch das Zentrum einer Gewindegangspitze und auf der anderen Seite durch das Zentrum eines Gewindefußes geht, schneidet. Der Gewindefuß hat einen einzigen Start 10.

Zum Zusammenbauen einer Schloßmutter werden zwei gleich ausgebildete Elemente genommen, wobei eines zum anderen so invertiert wird, daß der Block 8 der Seitenfläche 6 von einem Element mit der Ausnehmung 9 der Seitenfläche 6 des anderen Elementes in Eingriff gelangt. Ein entsprechender Eingriff erfolgt an der anderen Seitenfläche. Diese Anordnung stellt die richtige Umkehrung und eine begrenzte Relativbewegung in der Axialrichtung und in einer Richtung in rechten Winkeln zur Achse der Mutter sicher.

Das Werkstück muß eine konische Versenkung entsprechend des Abschnittes 7 aufweisen, oder es muß alternativ dazu eine Unterlegscheibe mit einer solchen Versenkung (Gegenbohrung) verwendet werden. Figur 4 zeigt die letztere Alternative mit einer relativ dicken Unterlegscheibe 12 zur Aufnahme einer Schloßmutter mit den Elementen 1Ά und 1B.

Figur 4 zeigt ein anderes erfindungsgemäßes Merkmal, nämlich die Verwendung einer starken Federklemme 16 von nahezu ringförmiger Ausbildung. Die Enden der Federklemme sind in der Zeichnung nicht dargestellt, aber die einander gegenüberliegenden Endflächen sind

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vorzugsweise konkav zum Zusammengreifen mit einem scherenähnlichen Werkzeug zum Aufdrücken der Klemme zum Aufsetzen und Entfernen ausgebildet. Diese Federklemme 16 kann den Widerstand gegen Drehung der festgezogenen Schloßmutter stark vergrößern.

Gewünschtenfalls kann die Mutter im Wege des Sinterns hergestellt werden, denn diese Metallkeramiktechniken ermöglichen eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Herstellung.

Zusätzlich zum leichten Entfernen auch bei starker Korrosion erlauben die gemäß der Erfindung hergestellten Muttern ein schnelles Installieren durch einfaches Gleiten der Mutterelemente in die konische Versenkung hinein nahezu in die Position, die sie nach dem Festziehen einnehmen. Die Kosten für die Herstellung einer Mutter betragen nur etwa ein Viertel der üblichen Arbeitskosten für die Installation bei Verwendung einer herkömmlichen Mutter. Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Mutter ist eine wesentlich schnellere Installation möglich, insbesondere auch unter Bedingungen, bei denen der Zugriff sehr schwierig ist. Dadurch sind große Einsparungen bei den Gesamtkosten möglich.

Ein weiterer mit den erfindungsgemäßen Ausbildungen erreichbarer Hauptvorteil ist ein mechanisch besseres Produkt im Vergleich zu einer herkömmlichen Mutter wegen einer wesentlich besseren Lastverteilung auf die Gewindegänge. Bei herkömmlichen Muttern liegt die größte Last auf dem ersten Gewindegang, wodurch die Ganghöhe auf dem Schraubenbolzen infolge der Spannung größer und die Ganghöhe auf der Mutter infolge des Zusammendrückens kleiner wird. Die Keilwirkung der Gewinde bewirkt darüberhinaus ein Ausdehnen von dem Schraubenbolzen weg, wodurch der Gewindegang der Mutter auf den ersten wenigen Umdrehungen nahe des Werkstückes kleiner wird. Im Gegensatz dazu drücken bei der Erfindung das konische Werkstück oder die Unterlegscheibe die Mutterelemente auf den Schraubenbolzen. Infolge der Drehung der Mutterelemente wird die Last mehr gleichmäßig aufgenommen. Diese Erklärung der Theorie des Vorteils der Erfindung ist nur eine mögliche Erläuterung.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN 9O

GS 1-797 P/ro

Patrick Yelverton Williams, Castlecrag, New South Wales, 2068 Australien

Patentansprüche

Element zur Verwendung mit einem im wesentlichen gleich ausgebildeten Element zum Bilden einer Mutter, wobei das Element

a) gewölbt ist und sich annähernd 180° um eine Achse erstreckt, die bei Benutzung des Elementes mit der Achse eines Schraubenbolzens zusammenfällt, mit dem die Mutter in Eingriff ist,

b) sich in axialer Richtung zwischen ersten und zweiten Endflächen davon erstreckt,

c) eine äußere periphere Oberfläche aufweist,

d) eine innere Gewindeoberfläche zum Schraubeingriff mit dem Schraubenbolzen aufweist,

e) und erste und zweite Seitenflächen besitzt, die sich jeweils zwischen den inneren und äußeren Oberflächen erstrecken,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Lokalisierungseinrichtung (8, 9) auf wenigstens einer der Seitenflächen (5, 6) mit einem hervorstehenden Element (8) und einer entsprechenden Ausnehmung (9)

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PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · O-8O0O MÜNCHEN BO · WILLROIDERSTR. β · TEL. (ΟΘΟ) 64ΟΟ4Ο

vorgesehen ist, die im wesentlichen symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten einer Mittenebene (A-A) durch das Mutterelement hindurchgehend unter rechten Winkeln zur Achse angeordnet ist und daß das hervorstehende Element (8) und die Ausnehmung (9) jeweils mit einer Ausnehmung und einem hervorstehenden Element eines invertierten im wesentlichen gleich ausgebildeten Mutterelementes zur Bildung einer geteilten Mutter und zur Begrenzung der Relativbewegung der Mutterelemente in axialer Richtung in Eingriff bringbar ist, daß der Gewindegang auf der Innenoberfläche einem Gewinde entspricht, bei dem eine Linie, die sich quer zu einer wirklichen Halbmutter am Schnitt der Mittenebene und der Ebene der Aufspaltung erstreckt, durch im wesentlichen die Mitte eines Gewindefußes auf einer Seite und im wesentlichen durch die Spitze des Gewindeganges auf der anderen Seite des Mutterelementes durchgeht, und daß die erste und zweite Endfläche (3, 4) zum Ineingriffbringen mit einer entsprechenden Ausnehmung einer Unterlegscheibe oder eines Werkstückes (12) zum Festklemmen der Mutter um einen Schraubenbolzen an jeder Endfläche abgeschrägt sind.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lokalisierungseinrichtung (8, 9) ein hervorstehendes Element (8) und eine Ausnehmung (9) von im wesentlichen identischer Form und Stellung auf jeder der Seitenflächen (5, 6) aufweist.
3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes hervorstehende Element ein rechteckiger Block (8) neben der Außenkante der Seitenfläche und die Ausnehmung eine rechtwinklige Seitenfläche (9) ist und daß die Abmessung der Ausnehmung um weniger größer ist als ein Gang des Gewindes und sich über etwa ein Viertel der Axialausdehnung der Seitenfläche erstreckt.
4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung (7) jeder Endfläche (3, 4) die Oberfläche eines Konus bildet, dessen Achse mit der Achse des Elementes zusammenfällt.

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5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Konus einen Winkel mit der Achse des Mutterelementes zwischen 30° und 75° bildet.
6. Element nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel annähernd 60° beträgt.
7. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endflächen einen Abstand um die Achse des Mutterelementes herum von etwas weniger als 180° haben.
8. Schloßmutter mit zwei im wesentlichen gleich ausgebildeten Mutterelementen und einer Unterlegscheibe, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Mutterelemente (1A und 1B) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist und die Unterlegscheibe (12) eine konische Versenkung mit demselben Winkel wie der der Abschrägung (7) auf den Endflächen (3, 4) der Mutterelemente aufweist.
9. Schloßmutter nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine nahezu kreisförmige Federklemme (16), die klemmend in die Peripherie der Mutterelemente (1A und 1B) sitzend angeordnet ist.

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