DE1949843A1

DE1949843A1 - Sicherungsmutter

Info

Publication number: DE1949843A1
Application number: DE19691949843
Authority: DE
Inventors: Blum Arthur B; Davis James R
Original assignee: Standard Pressed Steel Co
Current assignee: SPS Technologies LLC
Priority date: 1968-10-08
Filing date: 1969-10-02
Publication date: 1970-04-09
Also published as: JPS4813138B1; FR2020140A1; GB1272818A

Description

Patentanwälte .

Dipl.-lng. A. Grünecker

Dr.-Ing. H. Kinkeldey 2. Okt. 1989

Dr.-Ing. W. Stockmair 1 Q Λ 9 8 Ä

β München 22, Maximilians«. 43 ^IO4JÖ^

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Standard Pressed Steel Company, Jenlcintotm, Pennsylvania, U.S.A.

Sicherungsmutter

Die vorliegende Erfindung besieht sich auf eine Sicherungsmutter namentlich mit einem Vieleck-Körper» slit einem insbesondere kegelstumpfföradgen Ansatz an einem £nde des Körpers und mit einer letzteren axial durchsetzenden Gewindebohrung.

Bs gibt bislang verschiedene Sicherungsmuttern, bei denen eine Selbsthemmung der Huttsr auf einem Ge-

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windeschaft, auf dem sie kraftschlüssig gehalten ist, durch Tor forsten oder Eindrücken der Auflauf lachen der Kutter erzielt iat· Innerhalb des Gewindeloohes der Kutter sind dadurch nämlich verforiite bzw* eingedrückte Bereiche gebildet, ao daß auch dae Gewinde selbst verformt ist. Me Verformungen sind so gestaltet, daß beim Einsetzen eines Gewindesohaftee in die Sicherungsmutter letztere elastisch verspannt wird und auf dem Gewindesahaft stramm sitzt.

SicherungeiButtern dieser herkömmlichen Abführungen genügen nioht gleichzeitig den -vielfältigen Anforderungen der Praxis,. Hierzu gehurt in erster Linie eine ausreichende, gleichmäßige und vorwäblbare bzw. heelnfluSbare Sicherungswirkung* femer die Beibehaltung der notwendigen Selbsthemmung auch nach einer Anzahl von Anwendungen durch Aufbringen und Abnehmen und schließlich einfacher Aufbau sowie bequeme und wirtschaftliche Herstellbarlceit ·

Ba ist daher ein wichtiges Sisl der Erfindung, eine Siehereagsmutter zn schaffen ₉ bsi w@lah@^ ein® Selbst»

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heisraung durch Verformung ihrer Oberfläche ercielt ist und welche frei von den Nachteilen der vergleichbaren, herkösnslichen Ausführungen ist.

Bei einer Sicherungsmutter der eingangs erwähnten Art let erfindungsgemäS vorgesehen, daS an ausgewählten Fläohen des Körpers eine Ansahl von Eindrücketeilen bzw. Kerbverforisungen vorgesehen ist« die In der Gewindebohrung eine entsprechende Ansahl von Heeabereichen bilden und derart gewölbt sind, daß ihre Uafanga-Enden jeweils tiefer liegen als ihre Scheitel, und daß die Hemmbereich ο flacher gekxüsmt sind, als die noch unverformte Gewindebohrung, wodurch zwischen den -Eemfebereichen und einem eingesetzten Gewindesehaft »usätssliche Anlageflächen vorhanden sind*

Eine Au§ führungo form einer Sicherungsmutter alt einem Körper von vielackigem Außenquerschnitt, Bit einem insbesondere kegelstuopfförmigen Ansatz an einem Ende des Körpers und mit einer zwischen dem oberen Ende des Ansatzes und dem anderen Ende des Körpers axial verlaufenden Gawindebohrung ist gemäfi der Erfindung

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dadurch gekennzeichnet, daß der Körper an ausgewählten Flächen eine Anssahl von Eindruckstellen bzw. Kerbverformungen und die Gewindebohrung eine entsprechende Ansahl von verformten Hemmbereiohen auf weist, die radial zu den Eindrückfitellen ausgerichtet und jeweils zwischen verhältnismäßig venig bzw. nicht verformten Bereichen der Gewindebohrung angeordnet sind, daß die Hemmbereiohe sich von den unvarformten Bereichen nach innen erstrecken und im wesentlichen senkrecht zur Achse der Mutter stehen, daß die Viefe der Eindruckstellen ausreicht, um beim Gewindeeingriff eines eingesetzten Gewindeschaftee eine elastische Verspannung der Mutter durch die Hemmbereiche zu bewirken, daß 4 eäe Eindrucks teile eine gewölbte Innenwand aufweist, deren Enden jeweils tiefer eingedrückt sind als der Scheitel der Innenwand, daß die Hemmbereiche allgemein in gleicher Richtung wie die Innenwände der Eindrückstellen gewölbt sind und daß der Krümmungsradius der Hemmberoiche größer ist als jener der unverformten Bereichs.

Bei einer Sicherungsmutter mit einem Körper von vieleckigem Außenquersclinitt, mit einem insbesondere kegelstumpfförmigen Ansatz--.aneinem Ende des Körpers

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und iBit einer letzteren über «eine gesamte AxLalabmeasung durchsetzenden Gewindebohrung ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dafi der Körper an ausgewählten Flächen eine Anzahl von radialen Eindruckstellen und in der Gewindebohrung eine Anzahl von verformten Hemmberelchen aufweist, die radial und axial mit den Eindruckstellen ausgerichtet und jeweils zwischen verhältnismäßig wenig bzw« nicht verformten Bereichen der Gewindebohrung angeordnet sind, daß die Tiefe der Eindrücke tollen ausreicht, um beim Gewindeeingriff eines eingesetzten Gewindeschaftes eine elastische Verspannung der !bitter durch die Hemmbereiche zu bewirken, daß jede Eindruckstelle eine gebogene Innenwand aufweist· die Seil eines die 6$windebohrung entweder umgebenden oder schneidenden Zylinders ist, und daß die Hemabereiche allgemein in gleicher Richtung wie die unverforaten Bereiche, jedoch alt größerem Krümmungsradius gekrümmt sind.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat dl« Sicherungsmutter somit einen Yieleok-Xärper, der an einem Ende einen kegelstumpfförmigen Ansats aufweist und an ausgewählten Flächen eine Anzahl vco Eindruck-

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stellen b«w· KerbTerforaungen hat, die in der Gewindebohrung der Kutter eine entsprechende Ansahl von Hemmbereiohen bilden· letztere verlaufen in wesentlichen senkrecht sur Achse Aer Kutter. IMLe Größe bsw· Tiefe der Eindrücke tollen 1st so gewählt» daß die Heaabereiche beim Gewindeeingriff eines eingesetaten Gewindesohaftes eine elastische Vorspannung der Sicherungsmutter bewirken. Jede Eindruckstelle weist eine gewölbte Innenwand alt solcher Sichtung der Krümmung auf, daß die Endender gewölbten Wand tiefer »Ingedrückt sind al» der Scheitel. Sank dieser Gestaltung der Eindruckstellen oiad auch die Hemmbereiche gekrümmt bsw. gerundet, doch ist diese Krümmung geringer als jene der Gewindebohrung der Mutter Tor der Verformung· Infolgedessen sind zusätzliche Anlageflächen zwischen den gekrSmaten Hemmberelehen und einem eingesetzten Gewindesohaft Torhanden« wodurch eine stark verbesserte Selbsthemmung gewährleistet ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Auefühmmgsbeispieles anhand der Zeiohnimg. Sarin »eigen:

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Pig. 1 eine Schräganaioht einer erfinäungagemäßen Sicherungsmutter und

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht länge der Linie 2-2 in Fig, 1.

Wie Fig. 1 erkennen IaBt₁ weist eine erfindungsgemäße Sicherungsmutter 10 einen vieleckigen Körper 12 und einen kegelstumpfförmigen Ansatz bzw. Kopf 14 auf. Bei der dargestellten bevorzugten Ausfiihrungsform ist die Außenfläche des Körpers 12 sechsksntig bzw. im Querschnitt «sechseckig. Xn der Mutter 10 verläuft axial zwischen der oberen Stirnfläche 13 des Ansatzes 14 und der unteren Stirnfläche 20 des Körpers 12 ein Gewindeloch 16.

Sie Sicherungsmutter 10 ist mit einer Ansah! von Bindrückstellen bsw. Kerbverformungen 22 an ausgewählten ebenen Flächen 12a des Körpers 12 versehen. Bei der dargestellten Ausführuagsform sind drei Eindruckstellen 22 vorgesehen, nämlich je eine an jeder zweiten ebenen Fläche 12a. Vorzugsweise sind die Eindruckstellen bzw. Kerbverfonaunsan 22 an den Übergangsstellen £er ebenen Flächen 12a des Körpers 12 zum Ansatz 14 angeordnet, so

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daß jede Eindruckstelle 22 am Körper 12 noch etwas in den Ansats 14 hineinreicht.

Wie nan deutlich au β Fig. 2 ersieht, ist jede Eindruckstelle baw. Kerbverformung 22 begrenzt durch eine gewölbte senkrechte Innenwand 22a, swei senkrechte Selten- ^ wände 22b und eine waagerechte Grundfläche 22c. Jede der gewölbten Innenwände 22a bildet einen Teil eines senkrechten Zylinders, dessen Achse parallel «ur Achse der Sicherungsmutter 10 verläuft. Die Kriiomungerichtung jeder gewölbten Innenwand 22a verläuft so, daß der zugehörige Zylinder die Gewindebohrung 16 der Sicherungsmutter 10 entweder umgibt bzw. einschließt oder schneidet. Infolgedessen tritt die größte Tiefe jeder Eindruckstelle b2w. Kerbverformung 22 an den Enden der Wölbung 22a und entlang den Verbindungslinien der Innenwände 22a und der Seitenwinde 22b auf, während sich die kleinste (Tiefe jeder Eindruckstelle 22 nahe deren Kitte am Scheitel 22d der gewölbten Innenwand 22a befindet. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt die Hohe jeder Eindruckstelle 22 «wischen fünf Bean Prozent und fünfundviersig Prozent der Höka der ebenen flächen 12a, wobei deren Höhe definiert let als der Abstand von

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der unteren Stirnfläche 20 der Sicherungemutter 10 bis zur Kitte der Eogenlinie 12b, welche zwisohen den oberen Ecken der ebenen Flächen 12a verläuft. Sie Breite jeder Eindrücke teile 22 kann zwischen fünf cig Prozent und giebsig Prozent der Breite der zugeordneten ebenen flftoh· 12a betragen.

Bei der Bildung der Eindruckstellen 22 wird eine entsprechende Anzahl verfonater Hesmbereiche 24 la Gewindeloch 16 erzeugt. Sie Heinmbereiohe 24 fluchten alt den Eindrucks teilen 22 radial und axial. Man ersieht aus Fig. 2, daß die Hemmbereiche 24 allgemein in derselben Richtung gekrümmt sind vie die gewölbten Innenwände 22a und daß sie sich zwischen verhältnismäßig wenig bzw. nicht verformten Bereichen 2? der Gewindebohrung 16 befinden. Die Krümmung der Henu&bereiohe 24 wird durch die gekrümmte Gestalt der Sindrücke teilen bewirkt. Der Krümmungsradius der Hemabereiehe 24 ist größer als jener der unverformten Bereiche 2$ dee Gewindeloches 16 und auch größer als der Badlua der letzteren vor der Verformung. Die Gewindebohrung 16 nimmt daher eine Gestalt an, die als "lireirund¹¹ bezeichnet werden könnte. Die Stärke bzw. Tiefe der Eindrück-

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stellen 22 ist so besessen» daß die Hemmbereiche 24 beim Gewindeeingriff eines eingesetzten Gewindesohaftas eine elastische Vorspannung der Sicherungsmutter 10 hervorrufen.

Dank der Ausbildung gekrümmter Hemmbereiche 24 erzielt man zwischen der Sicherungsmutter 10 und einem eingesetzten Gewindeschaft größere Anlagefläohen, als ei· mit einer ebenen oder entgegengerichtet gekrümmten Eindruckstelle erreicht werden konnten. Die gekrümmten Hemmbereiohe 24 bewirken, daß die verformten Gewindegänge der Kutter 10 einen stärkeren FormschluB zum Gewinde eines Gewindeschaftes erhalten, wogegen eine flache oder entgegenrichtet gekrümmte Eindrückung die Anlagefläohen auf einen kleineren Bereich beschränken würde. Infolge der großem Berührungsflächen ist die Selbsthemmkraft breiter verteilt, so daß sich an den Anlageflächen ein niedrigerer spezifischer Druck ergibt. Dadurch wird der Verschleiß herabgesetzt, der bei wiederholtem Anbringen und Abnehmen der Sicherungeautter 10 an bzw. von einem Gewindebolzen Stattfindet, und zugleich wird ein etwaiges Festfressen stark erschwert· Insgesamt wird daher durch die Hemmhereiohe 24 eine erheblich verbesserte Selbetheamung erzeugt.

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Sie Eindruckstellen bzw. Kerb Verformungen 22 werden durch entsprechend geformte (nicht dargestellte) Werk-Beuge gebildet. Um den erwünschten Effekt su ereielen, werden die Werkzeuge radial nach innen bewegt« so daß sie an den ausgewählten Stellen eine entsprechende, radial nach innen gerichtete Verformung des Gewindeloohes 16 bewirken· In dem man dafür sorgt, daB die Eindruckstellen 22 nach innen in einer Richtung ragen, welche ia weeentlichen senkrecht *ur Achse, der Sicherungsmutter 10 steht, so daß in Axialrichtung nur eine geringfügige oder gar keine Verformung stattfindet, erreicht Man das Beibehalten eines optimalen Halt e-Drehmoaentes.

Der Krumciuiigsradiua der gewölbten Innenwände 22a kann je nach Anwendungsfall verschieden groß sein. Versuche haben ergeben, daß der Rp.diua der gewölbten InnenwSnde 22a sowohl kleiner wie größer ale der fiadiue eines gedachten Kreises sein kann, dessen Mittelpunkt auf der Achse der Kutter 10 liegt, und deren ebene Fliehen 12a ale Tangenten hat. »er Radiuebereioh der gewölbten Innenwände' 22a kann zwischen der Hälfte und dea Doppelten dieses gedachten Xrelses liegen.

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Der Winkel der senkrechten Seitenwände 22b wird so ausgewählt, daß er das Zurück ei eh en dee lündrückwerkzeuges nach Beendigung des Bindrückvorganges erleichtert· Bei der dargestellten Ausführungeform der Erfindung sind die senkrechten Seitenwände 22b jeder Eindrückstelle bsw. Kerbver forming 22 so angeordnet, daß sie einen Winkel von 45° mit dem Radius einschließen, welcher das Bogensegment halbiert· Es kann jedoch auch ein beträchtlich kleinerer Winkel verwendet werden, beispielsweise 10°.

- Patentansprüche -

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Claims

P a t e a t a η β ρ r ii q Ii e

Sicherungsmutter mit einem Vieleck-Körper, nit einem insbesondere kegelstumpfföraigen Anaats an eines Ende des Körpers lind mit einer letzteren axial durchsetzenden Gewindebohrung, dadurch gekennzeichnet« daß an ausgewählten Flächen (12a) des Körpers (12) eine Anzahl von Eindrückstellen bzw. Kerbverformungen (22) vorgesehen ist, die in der Gewindebohrung (16) eine entsprechende Anzahl von Hemmbereichen (24) bilden und derart gewölbt sind, daß ihre Umfaiiga-Enden jeweils tiefer liegen als ihre Scheitel (22d), und daß die Eeambereiehe (24) flacher gekrümmt sind als die noch unverfonate Gewinaebohrung (16), wodurch zwischen den Henimb er eichen (24) und einen eingesetzten Gewindeschaft auaätzliciie Anlageflächen vorhanden sind·
2.) Sicherungsmutter mit einem Körper von vieleckigem Außenquerschnitt, mit einem insbesondere kegelstumpfförmigen Ansata an einem Ende des Körpers und Bit einer zwischen dem oberen Ende des Ansatzes und dem anderen Ende des Körpers axial verlaufenden Gewindebohrung, dadurch !gekennzeichnet « daß der Körper (12) an ausgewählten Flächen (12a) eine Anzahl von Eindruckstellen bzw. Kerbverformun-

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gen (22) und die Gewindebohrung (16) eine entsprechende Anzahl von verformten Hemmbereichen (24) aufweist, die radial su den Eindrückstellen (22) ausgerichtet und jeweils zwischen verhältnismäßig wenig bzw. nicht verformten Bereichen (25) der Gewindebohrung (16) angeordnet sind, daß die Heambereiohe (24) sich von den unverformten Bereichen (25) nach innen erstrecken und im wesentlichen senkrecht zur Achse der butter (IQ) stehen, daß die Tiefe der Eindruckstellen (22) ausreicht, um beim Gewindeeingriff eines eingesetzten Gewindeschaftes eine elastische Vorspannung der Mutter (10) durch die Hemmbereiche zn bewirken, daS jede Eindruckstelle (22) eine gewölbte Innenwand (22a) aufweist, deren Enden jeweils tiefer eingedrückt sind als der Scheitel (22d) der Innenwand (22a), daß die Hemmbereiche (24) allgemein in gleicher Richtung Td.e die Innenwände (22a) der Eindruckstellen (22) gewölbt sind und daß der Krümmungsradius der Hemmbereiche (24) größer ist als jener der unverformten Bereiche (25).
3·) Sicherungsmutter mit einem Körper von vieleckigem Außenquerschnitt, mit einem insbesondere kegelstumpfförmigen Ansatz an einem Ende des Körpers und mit einer

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letzteren über seine geeamte Axialabmesaung durchsetzeiidan Gewindebohrung, dadurch gekennzeichnet« daß der Körper an ausgewählten Flächen (12a) eine Anzahl von radialen Eindrücketeilen (22) und in der Gewindebohrung (16) eine Anzahl von verformten Hemmbereichen (24) aufweist, die radial und axial mit den Eindruckstellen (22) auageriohtet und jtweila zwischen verhältnismäßig venig bzw· nicht verformten Bereichen (25) der Gewindebohrung (16) angeordnet sind, daß die Tiefe der Eindruckstellen (22) auereicht, um beim Gewindeeingriff eines eingesetzten Gewindeaohaftes eine elastische Verspannung der Mutter (10) durch die Hemmbereiche (24) zu bewirken, daß jede Eindrückstelle (22) eine gebogene Innenwand (22a) aufweist, die Teil eines die ' Gewindebohrung (Ί6) entweder umgebenden oder schneidenden Zylinders ist, und daß die Hemmbereiche (24) allgemein in gleicher Sichtung wie die unverformten Bereiche (2$), jedoch mit größerem Krümmungsradius gekrümmt sind.
4.) Sicherungsmutter nach einem der Anspruch· 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenquerachnitt das Körpers (12) sechseckig ist und letzterer an jeder zweiten Fläche (12a) je «ine Eindruckstelle (22) hat.

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5.) Sicherungsmutter nach tfenigstena ei&am der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ft-ekennzeiohnet, daß die Eindrückstellen (22) am Übergang vora Körper (12) und Ansatz (14) angeordnet sind.
6.) Sicherungeamtter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch ^kennzeichnet _% daß die Erümmung der Innenwände (22a) der Eindrückstellen (22) flacher verläuft als die Krümmung der noch unverforiatea Gewindebohrung (16),
7.) Sicherungsmutter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6_t dadurch, gekennzeichnet, daß dio gebogenen Innenwände (22a) parallel zur Achse der Mutter (10) angeordnet eind.
δ.) Sicherungsmutter nach vranigetene einem der vorher-■ gehenden Aiisvrüche _r dadurch ,g^emiaeichnot, daß die Brei te jedsj? E5,2idiilck"atelle (22) zwischen 50 und 70 % der Breite der aie enthaltenden Fläche (12a) beträgt.
9.)' Sicherungsmutter nach wenigstens Anspruch 8, da durch .§e^iiSSg.f~Ghnet» daß die Höhe jeder Eindruck stelle (22) zwischen 15 und 45 % der ?i<5he des Körpers (12) der Kutter (10) beträgt.

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