DE822743C

DE822743C - Schraubenmutter

Info

Publication number: DE822743C
Application number: DEL1450A
Authority: DE
Inventors: Bernard Currlin
Original assignee: LOCKSEAL NUT CORP
Current assignee: LOCKSEAL NUT CORP
Priority date: 1950-03-21
Filing date: 1950-03-21
Publication date: 1951-11-29
Also published as: BE494021A; CH283519A; FR1015625A

Description

Die Erfindung betrifft Schraubenmuttern mit einem verformbaren Einsatz.

Ein Zweck der Erfindung ist es, eine neue und verbesserte Mutter dieser Art zu schaffen, deren verformbarer Einsatz in der Mutter so befestigt ist, daß einer Relativbewegung" derselben gegenüber dem Mutterkörper entgegengewirkt wird.

Bei den bekannten Anordnungen war man bestrebt, sie so auszubilden, daß eine erhebliche Verformung des verformbaren Teiles möglich war, um durch diese die gewünschte Sperr- und Abdichtungswirkung zu erzielen. Es ist bekannt, daß hierbei eine vollständige Zurückverformung des verformten Teiles selten erfolgt und es deshalb notwendig ist, zwecks Wiedergebrauchs der Mutter entweder das verformbare Glied zu ersetzen oder weitere Elemente hinzuzufügen.

Die Erfindung beruht demgegenüber auf der Erkenntnis, daß es im Gegensatz zu den bisherigen Anschauungen zweckmäßig ist, die Verformungsmöglichkeit des verformbaren Einsatzes beim Anziehen der Mutter auf das Maß zu beschränken, welches notwendig ist, um die anliegenden Gewindegänge des Bolzens und die anstoßenden Wandungen der Mutter zu erfassen. Auf dieser Erkenntnis aufbauend schafft die Erfindung eine solche Schraubenmutter, die mehrfach verwendet werden kann, ohne daß ein Ersatz oder eine Ergänzung des verformbaren Einsatzes notwendig ist.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer neuartigen verbesserten Schraubenmutter, deren verformbarer Einsatz vor dem Aufschrauben der Mutter sicher in seiner Lage in der Mutter befestigt wird und welcher ein fortlaufendes Gewinde in Einsatz und Mutter aufweist, das eine

anstrengungslose Betätigung und häufige Wiederverwendung der Mutter ohne Verzerrungen oder andere Veränderungen des geformten Schraubenganges ermöglicht.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Schaffung einer Mutter der beschriebenen Art, bei welcher ein Teil des verformbaren Einsatzes sich über die Stirnfläche der Mutter hinaus erstreckt, welcher beim dichten Anziehen der Mutter deformiert wird, ίο fest die Gewindegänge erfaßt und einen flüssigkeits- oder dampfdichteren Abschluß zwischen der Mutter und ihrem Sitz wie auch zwischen den Elementen, aus denen die Mutter zusammengesetzt ist, bildet.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines >5 Erzeugnisses, welches aus einer Mindestzahl von miteinander zusammenwirkenden Elementen besteht, die schnell miteinander verbunden werden können, um derart eine einfache, einteilige Schraubenmutter zu schaffen, wobei durch diese Ausbildung auch die Verao Wendung einer solchen Mutter vereinfacht wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus ihrer folgenden Beschreibung, welche beispielsweise, jedoch ohne Begrenzung auf diese, einige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen as Mutter veranschaulicht.

Fig. ι ist eine Aufsicht auf die erfindungsgemäße Mutter mit Einsatz vor ihrer Anbringung auf einen Bolzen oder einer Schraube;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, durch die Mutter gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Aufsicht auf eine andere Form der erfindungsgemäßen Mutter;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform; Fig· 5 ist ^ei^ne Endansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Mutter, bei welcher der Einsatz an seinem inneren Ende eine ringförmige Rille aufweist;

Fig. 6 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Ausführungsform nach Fig. 5; Fig. 7 ist eine Endansicht einer weiteren Form der

Mutter, bei welcher eine Rippe aus der Bodenwandung einer Ausnehmung des Mutterkörpers hervorspringt, welche dem benachbarten flachen Ende des Einsatzes anliegt;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Mutter gemäß Fig. 7;

Fig. 9 ist eine Endansicht einer anderen Form der Mutter, bei welcher ringförmige Rillen in beiden Stirnflächen des Einsatzes vorgesehen sind;

Fig. 10 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Mutter nach Fig. 9;

Fig. 11 ist eine Endansicht einer weiteren Ausführungsform der Mutter, bei welcher an der Innenstirnfläche des Einsatzes eine ringförmige Rippe angeordnet ist, und

Fig. 12 ist eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Mutter nach Fig. 11.

Die in den Abbildungen dargestellten Ausführungsformender Erfindung zeigen eine Sechskantmutter 10, die eine mittlere öffnung 11 aufweist, welche aus den im folgenden erläuterten Gründen nicht von Anfang an mit einem Gewinde versehen ist. In der Stirnseite 13 des Mutterkörpers 10 ist eine konzentrische, zylindrische Ausnehmung gebildet, deren Außenwandung, wie bei 14 angedeutet, gezackt ausgebildet ist, um derart einen verformbaren hülsenartigen Einsatz 15 von etwa gleichem Durchmesser zu umgreifen, welcher dicht in diese Ausnehmung hineinpaßt und in zusammengebautem Zustand einem Schulteransatz 17 am Boden der Ausnehmung anliegt. Wenn der Einsatz eingesetzt ist, liegen seine öffnung 18 und die ebenso dimensionierte Öffnung 11 des Mutterkörpers einander an und fluchten miteinander.

Ein Verdrehen des Einsatzes 15 gegenüber der Mutter 10 wird durch eine Mehrzahl von Ohrensätzen 19 verhindert, welche durch Einengungsvorgänge an der Kante der Ausnehmung nach der Einführung des Einsatzes gebildet werden. Die Ohransätze 19 zusammen mit den Auszackungen 14 verhindern die Bewegung des eingesetzten Elements in bezug auf den Mutterkörper 10. Auf diese Weise verbleiben die Gewindegänge 20, die darauf in die Innenfläche der miteinander fluchtenden öffnungen 11 und 18 eingearbeitet werden, zwangsläufig zueinander ausgerichtet und bilden so ein fortlaufendes Gewinde. Dies ist wichtig wegen der erhöhten Kraftanstrengung im Gebrauch, die andernfalls notwendig ist, um den Gewindeteil des Einsatzes zu verdrehen, wenn dieser, wie häufig, aus der Übereinstimmung mit dem Gewindeteil der Mutter gekommen ist. Die gegenseitige Verschiebung der Gewindegänge machte häufig die gesamte Mutter ungeeignet zur Wiederverwendung.

Es wurde gefunden, daß es zweckmäßig ist, daß die Länge des verformbaren Einsatzes 15 etwas größer ist als die Tiefe der Ausnehmung 12, so daß ein Teil 21 des verformbaren Einsatzes über die Stirnfläche der Mutter vorspringt. Wenn so die zusammengesetzte Mutter angezogen und fest gegen den Sitz des Bolzens oder der Schraube gepreßt wird, wird der vorspringende Teil zusammengedrückt und, da in der gesamten Anordnung keine Hohlräume vorhanden sind, das Material zusammengedrückt und leicht verformt, so daß es fest allen benachbarten starren Flächen anliegt. Auf diese Weise wird ein dampfdichter Abschluß zwischen der Mutter und ihrem Sitz, zwischen dem Einsatz und der Schraube oder dem Bolzen und zwischen den Anlageflächen der Ausnehmung und des Einsatzes geschaffen, welcher die erfindungsgemäße Mutter besonders geeignet zur Verwendung als Zylinderkopfschraube für Verbrennungskraftmaschinen oder andere Zwecke macht, bei welchen eine flüssigkeitsdichte Verbindung notwendig ist.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der vor- stehend beschriebenen lediglich hinsichtlich der Mitte, die zum ständigen Halten des verformbaren Einsatzes in der Mutter vorgesehen sind. Es genügt zu sagen, daß eine vieleckige Mutter io^a mit einem verbreiterten Teil 10' in diesem verbreiterten Teil eine vieleckige Ausnehmung 12" aufweist, welche eine ähnlich gestaltete Scheibe oder einen Einsatz 15" aufnimmt. Selbstverständlich verhindern die miteinander zusammenwirkenden Vielecksflächen der Ausnehmung und der Scheibe eine Drehbewegung derselben in bezug auf die Mutter. Ein Herausfallen wird durch Ohr-

ansätze 19⁰ verhindert, die aus den Kanten der Ausnehmung, wie vorher erläutert, ausgepreßt oder ausgebogen sind. Auf diese Weise wird jede Bewegung der Scheibe 15° in bezug auf die sie umschließende Mutter in einfacher und wirksamer Weise verhindert. Ein Schraubengewinde 20° erstreckt sich fortlaufend durch die Bohrung der Mutter und des Einsatzes oder der Scheibe 15", wie aus Fig. 4 ersichtlich.

Die verformbare Scheibe 15" ist zweckmäßig so auszubilden, daß ihre Dicke größer ist als die Tiefe der Ausnehmung 12⁰, so daß sich im zusammengebauten Zustande ein vorspringender Teil 21⁰ ergibt. Es wurde gefunden, daß die Werkstoffe, aus denen das verformbare Glied 15 oder 15° besteht, entweder federnd nachgiebig und/oder kalt verformbar sein müssen, um derart den Druck, der beim Anziehen der Mutter auf die anderen aufeinanderstoßenden Flächen ausgeübt wird, zu übertragen. Geeignete Werkstoffe für diesen Zweck sind kautschukartige Materialien unter Einschluß der üblichen vulkanisierten Kautschuke, Zinkchloridfasern, plastifizierte Vinyl- oder Acetalharze oder Leder, geschichtete Fasern, synthetische thermoplastische Harze, wie Akrylharze, Celluloseester, Celluloseäther, Vinyle, Vinylacetate, PoIyäthylene, Polyamide, Styrene ο. dgl. mit oder ohne Füllstoffe, wie Asbest, Holzmehl, organische oder anorganische Fasern und Flocken. Alle diese Stoffe sind verformbar und leicht zu der gewünschten Gestaltung und Form bearbeitbar.

Aus den vorstehenden Erläuterungen ist ersichtlich, daß durch die Erfindung eine neue Schraubenmutter geschaffen wird, die gegenüber bekannten Muttern der betreffenden Art Vorteile aufweist. Die Elemente, die die Erfindung darstellen, werden zu einer einfachen Einheit dauerhaft zusammengebaut, wodurch ihre Herstellung, insbesondere durch Massenproduktion, vereinfacht wird. Die neue Mutter weist ein fortlaufendes Gewinde auf, wodurch sich nicht nur eine Verringerung der für das Aufschrauben aufzuwendenden Kraft ergibt, sondern auch Verzerrungen des Gewindes hierbei verhindert werden und damit die Lebensdauer der Mutter verlängert wird. Der innige Kontakt zwischen dem verformbaren Glied und den Wandungen der Ausnehmung und den Gewindegangen des Bolzens verringert das Maß eines möglichen Fließens bzw. einer Verformung des Einsatzes und verlängert dadurch dessen Lebensdauer und verringert außerdem die für das Anziehen der Mutter zwecks Erzielung der notwendigen Haltewirkung aufzuwendende notwendige Energie.

Wie bereits erläutert wurde, macht der innige Kontakt zwischen dem verformbaren Glied und allen ihren anliegenden Flächen die neue Mutter besonders geeignet für Verwendungszwecke, bei denen ein dampfdichter Abschluß erforderlich ist. Von gleicher Bedeutung ist die Einfachheit der Ausbildung und Herstellung, durch welche die Verwendbarkeit der erfindungsgemäßen Mutter noch erweitert wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt. Gemäß dieser weist der Mutterkörper io⁶ eine ringförmige Ausnehmung auf, welcher die Scheibe oder den Einsatz 15⁶ aufnimmt, der in der Ausnehmung durch Ohransätze 19⁶ gehalten wird. Das äußere oder vorstehende Ende des Einsatzes 15* ist flach und auch sein inneres Ende in ähnlicher Weise flach gestaltet. Jedoch weist das letztere eine verhältnismäßig flache Rille 22 auf. Es ist ersichtlich, daß beim Anziehen der Mutter gegen die Fläche, auf der sie zur Auflage kommt, der innere gerillte Endteil des Einsatzes sich unter der Einwirkung des Druckes abflacht bzw. bestrebt ist, sich abzuflachen und derart der mit Gewinde versehene Teil des Einsatzes in radialer Richtung auseinandergepreßt wird, so daß die Gewindegänge des Einsatzes und des Bolzens in dichten Eingriff ineinander gelangen. Diese Wirkung verhindert ein Abschrauben, jedoch besitzt, wenn die Mutter gelöst wird, der Einsatz eine hinreichende Federwirkung und Nachgiebigkeit, um anschließend wieder im wesentlichen in seine normale Form zurückzukehren.

Bei der abgeänderten Ausführungsform der Erfindung gemäß den Fig. 7 und 8 ist das äußere oder vorstehende Ende des Einsatzes 15" ebenso wie sein inneres Ende flach. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform in der Bodenwand der Ausnehmung eine ring- förmige Rippe 23 angeformt. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, daß jedes beliebige Ende des Einsatzes 15" in die Ausnehmungen eingesetzt werden kann. Die Arbeitsweise hierbei ist ohne weiteres verständlich. Die Berührung zwischen der Rippe 23 und dem Flachende des Einsatzes 15⁰ bewirkt, daß der Einsatz in dieser Zone in radialer Richtung nach innen gedrückt wird und derart dicht und gewissermaßen federnd in die benachbarten Gewindegänge des Bolzens eingreift, auf den die Mutter aufgeschraubt wird, und so einen völlig flüssigkeitsdichten Abschluß schafft.

Die in den Fig. 9 und 10 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich der nach den Fig. 5 und 6. Jedoch weist hierbei der Einsatz 15' ringförmige Rillen 24 und 25 an seiner inneren und äußeren Stirnfläche auf. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß es möglich ist, den Einsatz einfacher einzusetzen, da es gleichgültig ist, welches seiner Enden in die Ausnehmung der Mutter eingepreßt wird. Ferner erhöht die ringförmige Rille an der äußeren Stirnfläche der Mutter die Nachgiebigkeit des Einsatzes in dieser Zone, so daß die Gewindegänge dichter ergriffen werden, wenn die Mutter fest auf ihren Sitz aufgeschraubt wird.

Bei der in den Fig. 11 und 12 der Erfindung dargestellten Ausführungsform besitzt der Einsatz 15/ eine sich außen erstreckende Rippe 26 an seiner inneren Stirnfläche, während die äußere Stirnfläche völlig flach ist. Die Wirkung dieses Einsatzes ist ähnlich der nach den Fig. 7 und 8, bei welchen eine ringförmige Rippe an dem Boden der Ausnehmung in der Mutter angeformt ist, die mit dem flachen Endteil des Einsatzes zusammenwirkt. Bei dieser Ausführungsform wird, wenn die Mutter auf ihren Sitz angezogen wird, die Rippe zusammengepreßt und als Folge dessen der Körper des Einsatzes in radialer Richtung ausgedehnt, so daß der Gewindegang des Einsatzes dicht in die Gewindegänge der Schraube oder des Bolzens eingedrückt wird.

Selbstverständlich können zahlreiche Änderungen

in bezug auf die Einzelheiten der Eigenschaften, der Anordnung und der Auswahl der Werkstoffe getroffen werden, ohne von der Erfindung abzuweichen, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Claims

Patentansprüche:

ίο i. Gewindemutter mit einem Einsatz aus verformbarem Werkstoff, dessen eine Stirnfläche einem Schulteransatz im Innern der Mutter anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz ein in die Gewindegänge des Mutterkörpers übergehendes Innengewinde aufweist und seine vordere Stirnfläche etwas über den Mutterkörper vorspringt und hier eine flache Auflagefläche bildet, so daß sich beim Anziehen der Mutter diese Fläche unter gewisser Verformung abdichtend auf die Oberfläche des Werkstückes auflegt und gleichzeitig durch die infolge des Anziehdruckes auftretende Verformung die Gewindegänge des Einsatzes sich in die Gewindegänge des Bolzens o. dgl., auf den die Mutter aufgeschraubt wird, dicht einpressen.
2. Gewindemutter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch im Innern einer Ausnehmung des Mutterkörpers angeordnete Mittel, die ein Verdrehen des Einsatzes gegenüber dem Mutterkörper verhindern.
3. Gewindemutter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegen Verdrehung sichernden Mittel aus der Außenwandung der Ausnehmung für den Einsatz gebildeten Ohransätzen o. dgl. bestehen.
4. Gewindemutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus einem zusammendrück- bzw. verformbaren Werkstoff besteht, welcher nach Aufhören der Druckeinwirkung seine ursprüngliche Form wieder einnimmt.
5. Gewindemutter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz aus einem verhältnismäßig festen Werkstoff, wie vulkanisiertem Kautschuk, oder einem hinsichtlich dieser Eigenschaften damit äquivalenten Material besteht.
6. Gewindemutter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz eine flache Außenfläche und eine ringförmige Rille an seiner inneren Stirnfläche aufweist, die der Bodenwandung der Ausnehmung in dem Mufterkörper anliegt.
7. Gewindemutter nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und Außenflächen des Einsatzes flach sind und aus der Bodenwandung der Ausnehmung des Mutterkörpers eine ringförmige Rippe vorspringt, die sich in die anliegende flache Stirnfläche des Einsatzes eindrückt.
8. Ausführungsform der Mutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz an beiden entgegengesetzten Stirnwandungen ringförmige Rillen aufweist.
9. Ausführungsform der Mutter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Stirnfläche des Einsatzes flach ist und seine entgegengesetzte Stirnfläche eine vorspringende ringförmige Rippe aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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