Die Erfindung betrifft eine Schraubenmutter mit einem Innengewinde
und mindestens zwei Teilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Schraubenmuttern weisen üblicherweise geschlossene Innengewinde
auf, so daß sie auf das Ende eines Außengewindes aufschraubbar sind. Das
Außengewinde wird beispielsweise durch einen Gewindebolzen, durch den Schaft
einer Schraube, durch eine Gewindespindel oder eine Gewindestange gebildet. In einigen
Fällen ist es schwierig oder unmöglich, eine Schraubenmutter vom freien
Ende auf ein Außengewinde aufzuschrauben. Aus diesem Grund werden seit langer
Zeit Schraubenmuttern vorgeschlagen, welche Teile aufweisen, die in radialer Richtung
auf ein Außengewinde aufschiebbar sind.
So wurde bereits im Jahr 1921 in der Druckschrift US
1,375,781 vorgeschlagen, eine einteilige Schraubenmutter mit einem halben
Innengewinde in radialer Richtung auf einen Gewindebolzen aufzuschieben. Eine ähnliche
einteilige Schraubenmutter ist aus der Druckschrift DE
39 22 957 C1 bekannt. Eine ähnliche Schraubenmutter ist ferner der
deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 71 46
313 U entnehmen, wobei hier die Öffnung des Gewindeabschnitts etwas
kleiner als der Durchmesser des Außengewindes ist, so daß sich die Schraubenmutter
beim Aufschieben auf das Außengewinde um ein gewisses Maß elastisch aufbiegt.
Zweiteilige Schraubenmuttern sind beispielsweise aus der Druckschrift
US 4,556,352 bekannt. Die zwei Teile der
Schraubenmutter weisen miteinander zusammenwirkende Rastvorsprünge auf, welche
die Teile der Schraubenmutter in der Verwendungsposition, in der das Innengewinde
mit geringem Spiel das Außengewinde umgibt, fixieren. Zusätzlich sind
Arretierungsstifte vorgesehen, welche die Teile der Schraubenmutter formschlüssig
miteinander verbinden. Sowohl die Herstellung dieser Schraubenmutter als auch ihre
Handhabung, insbesondere das Anbringen der Arretierungsstifte, ist aufwendig.
In der Druckschrift US 6,821,070
B1 wird eine Schraubenmutter mit zwei zueinander verschwenkbaren Teilen,
die je die Hälfte eines Innengewindes aufweisen, beschrieben. Die Verschwenkung
erfolgt um eine parallel zur Achse des Innengewindes verlaufende Schwenkachse. Ein
drittes, um diese Achse verschwenkbares Teil ist vorgesehen, welches zusätzlich
in Richtung der Achse des Innengewindes verschiebbar ist. Bei dieser Verschiebung
hintergreift es einen Haltevorsprung am ersten Teil, so daß die Schwenkbewegung
blockiert ist. Dadurch wird der zweite Teil mit Innengewindeabschnitt in seiner
Verwendungsposition fixieren. Auch diese Konstruktion ist in Herstellung und Handhabung
äußerst aufwendig.
Die Druckschrift US 4,462,731
beschreibt eine Schraubenmutter aus zwei Teilen mit Innengewindeabschnitten, auf
welche ein starrer Mantel aufgesteckt wird, um diese Teile zueinander zu fixieren.
Der Mantel besteht ebenfalls aus zwei Mantelteilen, welche mit Ausnehmungen der
Teile mit Innengewindeabschnitten zusammenwirken, um eine formschlüssige Verbindung
zu erzielen. Auch diese Anordnung ist aufwendig in der Herstellung und kompliziert
in der Handhabung.
Die Druckschrift US 4,826,376
beschreibt eine zweiteilige Schraubenmutter, bei der die Teile in einer radial zur
Achse des Innengewindes verlaufenden Ebene geteilt sind. Die Teile sind ferner zueinander
verdrehbar. In einer ersten Drehstellung fluchten die sich an die Innengewindeabschnitte
der Teile anschließenden Öffnungen miteinander, und die Innengewindeabschnitte
der Teile liegen unmittelbar übereinander. In dieser Stellung können die
Teile auf ein Außengewinde aufgeschoben werden. Anschließend können
die Teile zueinander um 180° verdreht werden, so daß nun die Innengewindeabschnitte
sowie die sich daran anschließenden Öffnungen der beiden Teile jeweils
einander gegenüberliegen. Das Außengewinde wird dann von beiden Seiten
in zwei unterschiedlichen Ebenen umfaßt. Auch diese Anordnung ist in der Herstellung
aufwendig.
Aus der Druckschrift US 4,078,470
ist eine geteilte Schraubenmutter bekannt, die entlang vertikaler Ebenen in zwei
sich ergänzende Hälften geteilt ist, wobei etwa in der Mitte der Höhe
der Mutterteile Zwischenflächen vorgesehen ist, die sich entlang einer flachen
Ebene in einem spitzen Winkel zu der Horizontalen erstreckt, um eine Verriegelung
gegen direkte horizontale Trennung zu schaffen. Zum Trennen voneinander können
die Mutterteile nur in einer Richtung parallel zur Ebene der Zwischenflächen
verschoben werden. Allerdings besteht hier das Problem, daß durch die Steigung
der Gewindeflanken beim Festschrauben der Mutterteile eine radial zum Gewinde wirkende
Kraftkomponente entsteht. Diese Kraftkomponente drückt die zwei Mutterteile
in radialer Richtung voneinander weg. Die radiale Bewegung der Mutterteile wird
nicht vollständig vermieden sondern lediglich in eine schräg verlaufende
Bewegung entlang der Ebene der Zwischenflächen umgelenkt. Es besteht die Gefahr,
daß die durch das Außengewinde erzeugte radial nach außen wirkende
Kraft den Widerstand durch die Schrägstellung der Zwischenflächen überwindet.
Aus diesem Grund wird in der Druckschrift US 4,078,470
vorgeschlagen, Sicherungselemente wie einen Sicherungsring oder einen Sicherungssplint
einzusetzen, um zu Vermeiden, daß sich die Mutterteile in radialer Richtung
voneinander entfernen. Diese Anordnung ist entweder unsicher, weil
sich die Mutterteile lösen können, oder durch die Herstellung der zusätzlichen
Sicherungselemente aufwendig und kompliziert in der Handhabung.
Die Druckschrift US 2,257,327
beschreibt eine Mutter, deren Mutterteile um einen Gewindestift (hinge pin 11),
der sich auf jeder Seite des Gewindes oder oberhalb des Gewindes erstreckt, schwenkbar
aneinander angelenkt sind. Folglich können die zwei Mutterteile ausschließlich
um den Gelenkstift herum verschwenken, nicht jedoch gleichzeitig in radialer Richtung
zueinander verschoben werden.
Die Druckschrift DE 1 144 542
C beschreibt eine Schraubenmutter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des
Patentanspruchs 1. Zwei Mutterteile sind in einer in Richtung der Gewindeachse verlaufenden
Teilungsebene geteilt. Mindestens ein Teil weist mindestens einen Ansatz auf, der
in eine Aussparung des anderen Mutterteils einfügbar ist. Die Ansätze
und die entsprechenden Aussparungen der Mutterteile sind kreisbogenförmig ausgebildet,
so daß die Mutterteile in einer Rotationsbewegung um eine quer zur Achse des
Innengewindes verlaufende Rotationsachse geführt werden, wenn der kreisförmige
Ansatz in die kreisförmige Aussparung geschoben wird. Diese Mutterteile sind
schwer zu fertigen, weil die Aussparungen und Ansätze viele Hinterschneidungen
aufweisen. Außerdem sind sie schwer zu handhaben, weil die Aussparungen und
Ansätze zum Zusammenfügen genau aufeinander ausgerichtet werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubenmutter der eingangs genannten
Art zu schaffen, welche einfach herzustellen und zu handhaben ist.
Diese Aufgabe wird für eine Schraubenmutter des Oberbegriffs
des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden
Teils des Anspruchs 1 gelöst.
Mit anderen Worten sind an den Teilen der Schraubenmutter miteinander
zusammenwirkende Verbindungselemente mit Führungsflächen angeordnet, welche
in der Verwendungsposition der Teile derartzusammenwirken, daß eine radiale
Verschiebung der Teile aus der Verwendungsposition heraus und von dem Außengewinde
fort blockiert ist. Um in die blockierende Verwendungsposition zu gelangen, werden
die Teile der Schraubenmutter nicht nur in radialer Richtung verschoben, sondern
um eine quer zur Achse des Innengewindes verlaufende Rotationsachse rotiert bzw.
verschwenkt. Diese Rotationsbewegung ist nur bei gelöster Schraubverbindung
möglich. Bei angezogener Schraubverbindung stützt sich die Schraubenmutter
mit einer Anlagefläche oder mehreren Anlagepunkten auf einer gegenüberliegenden
Stützfläche ab, die in axialer Richtung unverschiebbar mit dem Außengewinde
verbunden ist. Jedes Mutterteil weist einen Verriegelungsarm oder zwei Verriegelungsarme
auf, wobei jeder Verriegelungsarm nur auf einer Seite eine die Rotation bewirkende
Führungsfläche aufweist.
Wenn die Anlagefläche der Schraubenmutter, welche in der Regel
von ihrer Unterseite gebildet wird, im verschraubten Zustand gegen die Stützfläche
gepreßt wird, ist das Verschwenken der Mutterteile blockiert und die Mutter
kann nur durch Losschrauben von dem Außengewinde der Schraube oder Gewindestange
gelöst werden. Wenn dagegen die Schraubenmutter nach dem Losschrauben um einige
Umdrehungen einen gewissen Abstand zur Stützfläche aufweist, ist das Rotieren
oder Verschwenken der Mutterteile möglich, die anschließend voneinander
in radialer Richtung des Gewindes getrennt werden können.
Es sei darauf hingewiesen, daß die quer zur Achse des Innengewindes
verlaufende Rotationsachse nicht notwendigerweise rechtwinklig zur Achse des Innengewindes
verlaufen muß. Sie kann auch schräg oder windschief in bezug auf die Achse
des Innengewindes verlaufen. In der Praxis wird die Rotationsachse aber meist in
etwa radial zur Innengewindeachse liegen.
Anders ausgedrückt, weist die Anlagefläche der Schraubenmutter
einen oder mehrere Gewindegänge Abstand zur gegenüberliegenden Stützfläche
auf, wenn die Schraubenmutter auf das Außengewinde aufgeschoben und aufgeschwenkt
wurde. Durch Verschrauben der Schraubenmutter um die der Anzahl der Gewindegänge
entsprechende Umdrehungszahl wird die Anlagefläche der Schraubenmutter gegen
die gegenüberliegende Stützfläche gedrückt, wodurch ein erneutes
Verschwenken der Teile der Schraubenmutter und ein Lösen der Teile voneinander
blockiert ist.
Die Schwenkbewegung oder Rotationsbewegung der Teile um eine Achse
quer zur Achse des Innengewindes beim Aufbringen der Mutterteile auf das Außengewinde
stellt somit sicher, daß die gegenläufige Bewegung bei festgeschraubten
Mutterteilen gesperrt ist. Die aus den Teilen gebildete Schraubenmutter ist dadurch
unlösbar auf dem Außengewinde fixiert.
Eine derartige Schraubenmutter umfaßt vorzugsweise zwei Teile.
Sie hat gegenüber konventionellen Schraubenmuttern erhebliche Handhabungsvorteile.
So muß nicht die gesamte Länge des Außengewindes durch Aufschrauben
der Schraubenmutter überwunden werden. Die Schraubenmutter muß beim Aufbringen
in ihre Verwendungsposition lediglich radial aufgeschoben und verschwenkt werden
und anschließend um wenige Umdrehungen festgezogen werden. Es können auch
beide Teile der Schraubenmutter in einer teilweise zusammen geschobenen
Stellung fixiert sein, in der sie über das Außengewinde bis zur Wunschposition
geschoben werden. Erst hier werden die Teile gegeneinander in die Verwendungsposition
gedrückt und anschließend fest mit dem Außengewinde verschraubt.
Auch ist es möglich, eine erfindungsgemäße Schraubenmutter
an einem Außengewinde ohne freies Ende anzubringen. So kann die Schraubenmutter
beispielsweise auf einen Gewindeabschnitt, der zu beiden Seiten von dickeren Stangenabschnitten
ohne Gewinde begrenzt ist, aufgebracht werden. Die erfindungsgemäße Schraubenmutter
ermöglicht folglich Verbindungsarten, bei leichter Handhabung und kostengünstiger
Herstellung.
In der Praxis umfassen die Verbindungselemente der Teile gegeneinander
anliegende und die Rotation bewirkende Führungsflächen, die um einen Winkel
zur radial zur Achse des Innengewindes verlaufenden Ebene geneigt sind. Dieser Winkel
der Führungsflächen zur radialen Ebene des Innengewindes bewirkt, daß
die Teile der Schraubenmuttern nicht einfach radial gegeneinander verschoben, sondern
zusätzlich um eine Achse im wesentlichen in einer radialen Ebene des Innengewindes
verschwenkt werden müssen.
Die Führungsflächen sind in der Praxis vorzugsweise um einen
Winkel von weniger als 20° zur radialen Ebene des Innengewindes geneigt. Hierdurch
ist die zur Verbindung der Mutterteile erforderliche Schwenkbewegung nicht übermäßig
groß und es wird eine Kollision der Konturen Gewindeabschnitte der Mutterteile
mit dem Außengewinde während der Schwenkbewegung vermieden. Sollten größere
Neigungen gewünscht sein, müßten die kollidierenden Konturen der
Gewindeabschnitte abgetragen werden. Die Führungsflächen können aber
auch eine variable Neigung zur radialen Ebene aufweisen und beispielsweise zylinderartig
gewölbt oder wendelförmig gewunden sein.
Zur Erzielung der Schwenkbewegung können die Führungsflächen
auf verschiedene Weisen angeordnet sein. Bei einer Schraubenmutter, bei der die
Innengewindeabschnitte der zwei Teile entlang einer sich in Richtung der Gewindeachse
erstreckenden Teilungsebene getrennt sind, kann jedes Teil der Schraubenmutter zwei
Führungsflächen aufweisen, die zu beiden Seite einer rechtwinklig zur
Teilungsebene verlaufenden Mittelebene angeordnet sind. Wenn man die Richtung, in
der sich die Führungsflächen erstrecken als Längsrichtung bezeichnet,
bildet die Mittelebene die mittlere Längsebene, wobei die zwei Führungsflächen
zu beiden Seiten dieser Mittelebene verlaufen. Ferner können die zwei Führungsflächen
eines Mutterteils in entgegengesetzte Richtungen in bezug auf die Gewindeachse orientiert
sein. Wenn man annimmt, daß die Gewindeachse von oben nach unten verläuft,
weist also die Flächennormale der ersten Führungsfläche eines Mutterteils
nach oben und die Flächennormale der zweiten Führungsfläche des gleichen
Mutterteils nach unten. Das komplementäre Mutterteil ist entsprechend ausgebildet.
Zumindest ein Teil der Führungsflächen ist an den Verriegelungsarmen angeordnet.
Diese Ausbildung der schrägen Führungsflächen kann bei geeignetem
Führungsflächenverlauf zu der Schwenkbewegung führen. Zum Beispiel
können die Führungsflächen auf einer um eine in der Mittelebene liegende
radiale Achse gewundene Wendelfläche liegen, die eine Schraubbewegung beim
Zusammenschieben der zwei Mutterteile vorgibt. Die zwei Führungsflächen
können auch auf einer Zylindermantelfläche liegen, deren Zylinderachse
in der Teilungsebene liegt. In diesem Fall werden die Mutterteile beim zusammenschieben
um die Zylinderachse zueinander verschwenkt.
Alternativ kann eine Schraubenmutter aus zwei Teilen, deren Innengewindeabschnitte
entlang einer sich in Richtung der Gewindeachse erstreckenden Teilungsebene getrennt
sind, ebene Führungsflächen aufweisen, die nicht gewölbte oder gewunden
sind. Um die Schwenkbewegung hervorzurufen, kann jedes Teil der Schraubenmutter
zwei Führungsflächen auf beiden Seiten der Teilungsebene aufweisen. Diese
Führungsflächen sind auf der ersten Seite der Teilungsebene in entgegengesetzte
Richtungen in bezug auf die Gewindeachse orientiert, als die auf der zweiten Seite
der Teilungsebene. Mit anderen Worten weisen die Führungsflächen eines
Mutterteils auf der ersten Seite der Teilungsebene nach oben und auf der zweiten
Seite der Teilungsebene nach unten. Ferner sind die Führungsflächen auf
der ersten Seite der Teilungsebene in die entgegengesetzte Richtung zur radialen
Ebene des Gewindes geneigt als auf der zweiten Seite. Mit anderen Worten verlaufen
die Ebenen, in denen die Führungsflächen liegen, wie ein Spitzdach, dessen
Giebel auf der Gewindeachse liegt. So können die Teile ineinander geschoben
werden, wobei die Achsen der Innengewindeabschnitte der Teile leicht zueinander
verschwenkt sind. In dem letzten Abschnitt der Verschiebebewegung werden die Teile
in die Verwendungsposition geschwenkt, und zwar um eine radial zur Gewindeachse
verlaufende Schwenkachse, die in der Teilungsebene liegt. In der Verwendungsposition
liegen die Achsen der Innengewindeabschnitte der zwei Teile im wesentlichen aufeinander
und das aus den zwei Abschnitten bestehende Innengewinde umgreift ein Außengewinde
mit entsprechenden Maßen im wesentlichen spielfrei. Dann kann die so gebildete
Schraubenmutter festgeschraubt werden.
Wie erwähnt, können die Führungsflächen eine Wölbung
in Form eines Zylindermantelabschnitts aufweisen. Die Führungsfläche am
ersten Mutterteil ist dabei konvex geformt, und die hiermit zusammenwirkende
Führungsfläche am zweiten Mutterteil ist konkav gemäß der gleichen
Zylindermantelfläche geformt. So kann durch die Führungsfläche die
Annäherungsbewegung der zwei Mutterteile über eine längere Bewegungsbahn
entlang der genannten Zylindermantelfläche geführt werden.
In der Praxis kann die Achse des Innengewindes mit einem Radius des
Zylinders, auf dessen Mantelfläche die Führungsflächen verlaufen,
zusammenfallen. Auch kann die Teilung der Mutterteile in einer den Zylinder diametral
schneidenden Ebene liegen. Die Rotation der Mutterteile bei der Bewegung in die
Verwendungsposition erfolgt dann durch Verschieben der zylindermantelförmigen
Führungsflächen zueinander im wesentlichen um die in der Teilungsebene
der Mutterteile liegende Achse des Zylindermantels.
Wie ebenfalls weiter oben erwähnt, können in einer weiteren
praktischen Ausführungsform die Führungsflächen auf einer gewundenen
Fläche liegen. Die Windung verläuft zum Beispiel um eine Achse, die rechtwinklig
zur Ebene der Teilung der Mutter und radial zur Achse des Innengewindes verläuft
und die Gewindeachse etwa in der Mitte des Innengewindes schneidet. In diesem Fall
werden die Mutterteile beim Zusammenfügen nicht um eine in der Teilungsebene
liegende Achse gedreht sondern um die senkrecht zur Teilungsebene der Mutter verlaufende
Achse entlang einer Schraubenbewegung gedreht.
In der Praxis kann das Material der Schraubenmutter, meist Stahl aber
je nach Anwendung auch Kunststoff, elastisch verformbar sein. Die Form zweier gegeneinander
anliegender Führungsflächen der Mutterteile kann geringfügig voneinander
abweichen. Die Flächen können leicht unterschiedlich gewölbt oder
zueinander geneigt sein. Beide Merkmale führen dazu, daß bei Erhöhung
des in Richtung der Achse des Innengewindes wirkenden Drucks durch Festschrauben
der Muttern eine gewisse Verformung der Mutterteile erfolgt, bis die Führungsflächen
flächig gegeneinander anliegen. Die Führungsflächen der Schraubenmutterteile
übernehmen dabei die Funktion einer Unterlegscheibe oder Federscheibe und sichern
zusätzlich die Schraubverbindung gegen Lösen aufgrund dynamischer Lastwechsel.
Gleiches gilt, wenn die Unterseite der Mutterteile nur mit einem oder zwei Anlagepunkten
auf der darunter liegenden Stützfläche aufliegt. Die Stützfläche
ist die in axialer Richtung zum Außengewinde fixierte Fläche, gegen die
sich die Schraubenmutter beim Festschrauben abstützt. Wenn diese Abstützung
nur durch ein oder zwei Anlagepunkte pro Mutterteil erfolgt, wird beim Festschrauben
ein Drehmoment erzeugt, das die Mutterteile elastisch ein wenig verformt und dabei
verkantet. Die Mutter steht also wie bei Verwendung einer Unterlegscheibe unter
elastischer Spannung, welche bei einer dynamischen Belastung der Verschraubung dafür
sorgt, daß die Verschraubung aufgrund der Spannung selbsthemmend blockiert
ist.
Zusätzlich können die Verbindungselemente der Mutterteile
gegeneinander anliegende Führungsflächen aufweisen, die in einer sich
parallel zur Achse des Innengewindes erstreckenden Ebene liegen. Diese sich parallel
zur Achse des Innengewindes erstreckende Ebene definiert vorzugsweise die Richtung
der radialen Verschiebung der zwei Schraubenmutterteile zueinander. Ferner bilden
Führungsflächen in einer axialen Ebene (auch vertikale Ebene genannt)
die in der Verwendungsposition wirksamen Anschläge für die Verschiebung
der Mutter. Diese Führungsflächen erfordern allerdings kein Verschwenken
der Schraubenmutterteile zum Erreichen der Verwendungsposition und wirken folglich
auch nicht bei der Verriegelung der Schraubenmutterteile aneinander mit.
Wie erwähnt, bewirken die Verbindungselemente, welche ein Verschwenken
der Schraubenmutterteile zum Erreichen ihrer Verwendungsposition notwendig machen,
daß die Schraubenmutter beim Festschrauben an diesem Verschwenken dadurch gehindert
ist, daß ihre Anlagefläche gegen eine mit dem Außengewinde verbundene
Stützfläche anliegt. Dabei muß die Anlagefläche der Schraubenmutter
nicht vollflächig ausgebildet sein. Es ist ausreichend, wenn jedes Teil der
Schraubenmutter mindestens einen, vorzugsweise zwei oder drei Anlagepunkte aufweist,
die beim Festschrauben gegen die mit dem Außengewinde fest verbundene Stützfläche
anliegen. In der Regel wird aber die Schraubenmutter mit einer Anlagefläche
gegen die Stützfläche anliegen.
Die Anlagefläche jedes Teils der Schraubenmutter kann an einem
Rand eine Schrägfläche aufweisen, welche den Winkel der Schwenkbewegung
des Schraubenmutterteils definiert. Hierzu weist die Schrägfläche zur
Anlagefläche einen Winkel auf, der dem Rotationswinkel des entsprechenden Schraubenmutterteils
beim Bewegen dieses Teils in seine Verwendungsposition entspricht. Mit anderen Worten
können die zwei Schraubenmutterteile durch einen Druck auf ihren Rand um einen
Winkel verschwenkt werden, der dem Schwenkwinkel aus der Montageposition in die
Verwendungsposition entspricht. In diesem verschwenkten Zustand können die
Schraubenmutterteile über die Stützfläche ein wenig ineinander geschoben
werden. Im letzten Abschnitt der Bewegung werden die Schraubenmutterteile in ihre
Verwendungsposition geschwenkt und anschließend festgeschraubt, wobei sie aufgrund
der Anlage der Anlagefläche der Schraubenmutter gegen die Stützfläche
arretiert werden.
Ähnlich kann eine Schraubenmutter mit punktförmiger Anlage
ausgebildet werden. Ein Anlagepunkt eines Schraubenmutterteils
sollte mit wenigstens zwei weiteren Punkten im Randbereich des Schraubenmutterteils
eine Schrägfläche definieren, deren Winkel dem Rotationswinkel entspricht,
um den das Teil bei der Montage gedreht wird. Wiederum kann durch Drücken auf
den Randbereich ein Verschwenken des Schraubenmutterteils in die Montageposition
erfolgen. In dieser Position kann das Schraubenmutterteil um ein gewisses Maß
in das komplementäre Schraubenmutterteil geschoben werden. Anschließend
erfolgt die manuelle Schwenkbewegung, wobei die Gewindeabschnitte beider Schraubenmutterteile
sich um das Außengewinde legen und die Verwendungsposition erreicht wird.
In der Praxis kann in mindestens einem Endbereich des Innengewindeabschnitts
mindestens eines der Teile die Gewindegänge abgetragen sein, um die Rotation
der Teile bei der Schwenkbewegung in die Verwendungsposition zu ermöglichen.
Je nach gewählter Bewegungsbahn der Relativbewegung der Mutterteile zueinander
vermeidet ein Abtragen der Gewindegänge ein Blockieren der Schließbewegung.
Dabei können die Innengewindeabschnitte während der Schwenkbewegung um
ein geringes Maß gegen das Außengewinde anschlagen, so daß bei der
Schließbewegung in die Verwendungsposition eine elastische Verformung der Mutterteile
erforderlich ist. Hierdurch schnappen die Mutterteile um das Außengewinde und
sind nur durch einen erhöhten Kraftaufwand, der die genannte elastische Verformung
hervorruft wieder von dem Außengewinde lösbar.
Die erfindungsgemäße Schraubenmutter kann selbstverständlich
auch ein selbstschneidendes Gewinde aufweisen. Dabei kann die Abtragung im Bereich
des Gewindes so gewählt werden kann, daß das Gewinde wie ein Gewindeschneider
die Gewindegänge des Außengewindes schneidet. Damit könnte die Schraubenmutter
noch besser an nachgiebigen Materialien ohne Gewinde, wie Kunststoffstangen oder
kunstoffummantelten Kabeln, zum Beispiel als Zugentlastung bei Stromkabeln eingesetzt
werden.
Durch besondere Ausgestaltung der Schraubenmutter können die
zwei Teile der Schraubenmutter identisch sein. Dies ist beispielsweise bei einem
zweigängigen Gewinde ohne weiteres möglich, wenn Teile rotationssymmetrisch,
das heißt bei Drehung um 180° identisch zueinander, in bezug auf die Gewindeachse
oder eine in der Teilungsebene und radial zur Gewindeachse verlaufende Symmetrieachse
sind. Bei einem üblichen eingängigen Gewinde können die identischen
Schraubenmutterteile rotationssymmetrisch in bezug auf eine in der Teilungsebene
liegende und radial zur Gewindeachse verlaufende Symmetrieachse sein. Die Mutterteile
weisen dabei vorzugsweise eine nach oben gerichtete und eine nach unten gerichtete
Schrägfläche auf, die an zwei rechtwinklig zur Teilungsebene verlaufenden
Verriegelungsarmen angeordnet sind, welche als Verbindungselemente wirken. Diese
Schrägflächen legen sich beim Verbinden auf die gegenüberliegenden
Schrägflächen des komplementären Teils. Die Teile werden beim Verbinden
auf einander zu verschoben und schraubenartig ineinander gedreht.
Eine Schraubenmutter, bestehend aus zwei identischen Teilen, hat den
Vorteil, daß sie in hoher Stückzahl sehr kostengünstig herstellbar
ist. Insbesondere kann jedes Teil der Schraubenmutter in einem Formpreßvorgang
hergestellt sein. Außerdem kann der Benutzer beliebige Mutterteile miteinander
verbinden und muß nicht zwei zueinander passende Mutterteile heraussuchen.
Bei Muttern mit eingängigem Innengewinde, die äußerlich
symmetrische Formen haben mögen, deren Gewindegänge aber nicht symmetrisch
sind, sowie bei unsymmetrischen Teilen besteht die Gefahr, daß der Anwender
versucht, die Teile falsch zusammenzusetzen. Oberseite und Unterseite solcher Teile
können zusätzlich markiert sein, beispielsweise durch Einkerbungen oder
sonstige Markierungen, um Fehler beim Zusammensetzen zu vermeiden. Ein falsches
Zusammenfügen kann aber auch durch geeignete Formgebung der Verbindungselemente
verhindert werden, indem die äußere Symmetrie nur in bezug auf eine Achse
existiert und in bezug auf die zweite Achse durch unterschiedliche Ausbildung der
Führungsflächen aufgehoben ist. In diesem Fall können die Teile offensichtlich
nicht falsch zusammengefügt werden.
Zusätzlich können die Teile der Schraubenmutter miteinander
zusammenwirkende Halteelemente umfassen, welche diese Teile in der Verwendungsposition
oder kurz davor, das heißt in zumindest teilweise zusammengeschobener Stellung
aneinander fixieren. Ohne derartige Halteelemente besteht die Gefahr, daß bei
einem Aufschrauben der Schraubenmutter auf dem Außengewinde sich die Teile
ungewollt voneinander lösen, solange die Anlagefläche nicht fest gegen
die Stützfläche gedrückt wird.
Die Halteelemente können beispielsweise von einander anziehenden
Magneten oder einem Magneten und einem ferromagnetischen Materialabschnitt gebildet
werden. Es sind aber auch formschlüssig ineinandergreifende Halteelemente wie
Rastvorsprünge und hierzu komplementäre Rastausnehmungen möglich,
welche ein Verrasten der Teile der Schraubenmutter in der Verwendungsposition sicherstellen.
Die Fixierung der Mutterteile am Außengewinde oder aneinander kann aber auch
durch andere geeignete Maßnahmen, insbesondere Formgebung der Verbindungselemente
(Hinterschneidungen, Verformung der Mutter, Reibung/Spannung am Außengewinde
und aneinander) erreicht werden.
Die Schraubenmutter gemäß der Erfindung kann wie folgt benutzt
werden. Beim Zusammenschieben der Mutterteile in radialer Richtung erfolgt zusätzlich
zur Verschiebung der Teile zumindest im letzten Bewegungsabschnitt, kurz vor der
Verwendungsposition, eine Rotation bzw. ein Verschwenken der Teile um eine quer
zur Achse des Innengewindes verlaufende Rotationsachse.
Bei dieser Rotation können zwei komplementär gewölbte
Führungsflächen der Teile aufeinander gleiten.
Wie erwähnt, kann jedes der Teile mit einer in seinem Randbereich
befindlichen Schrägfläche auf eine Stützfläche gelegt werden,
die mit dem Außengewinde verbunden sind. Hierdurch weisen die Teile zueinander
eine Schrägstellung auf, die ein Ineinanderfügen der Teile begünstigt.
Die Teile werden also in einer Montagestellung aufeinander zu bewegt, in der ihre
Verbindungselemente ineinander greifen und nachfolgend die weitere Bewegung der
Teile führen.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Werkzeug zum Anbringen
einer Schraubenmutter der oben beschriebenen Art. Dieses Werkzeug weist für
jedes Teil der Schraubenmutter eine Haltevorrichtung auf. Die Haltevorrichtungen
sind über Antriebsmittel, insbesondere Gelenkverbindungen und Hebelverbindungen,
derart miteinander gekoppelt, daß sie die Verschiebe- und Schwenkbewegung der
Teile entweder aktiv ausführen oder zumindest passiv zulassen. Zunächst
führen sie eine Verschiebebewegung zueinander in einer radial zur Achse des
Innengewindes verlaufenden Richtung aus. Anschließend führen sie zumindest
in dem letzten Bewegungsabschnitt, bevor die Teile in der Schraubenmutter die Verwendungsposition
erreicht haben, eine Schwenk- oder Rotationsbewegung um eine quer zur Achse des
Innengewindes verlaufende Rotationsachse aus. Zu diesem Zweck können die Haltevorrichtung
entweder in der vorgegebenen Bewegungsbahn angetrieben sein oder zumindest durch
Gelenke die erforderlichen Freiheitsgrade aufwei- sen.
Zum Öffnen der Schraubenmutter kann das Werkzeug eine gegenläufige
Bewegung ausführen. Das Werkzeug kann beispielsweise nach Art einer Zange ausgebildet
sein, wobei die Haltevorrichtungen die beiden Backen der Zange bilden. Sie sind
über ein beliebiges Getriebe derart durch die beiden Hebel der Zange angetrieben,
daß die zum Erreichen der Verwendungsposition erforderliche Schwenkbewegung
oder Rotationsbewegung ausgeführt wird. Insbesondere bei Schraubenmutterteilen
mit Halteelementen kann das Werkzeug sicherstellen, daß die Haltekraft der
Halteelemente zum Lösen der Schraubenmutterteile sicher überwunden wird,
falls ein manuelles Entfernen der Schraubenmutterteile von dem Außengewinde
nicht möglich ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Dabei ist anzumerken,
daß insbesondere die äußere Kontur der dargestellten Schraubenmuttern
nur beispielhaft ist. Jede Ausführungsform kann mit beliebigen äußeren
Konturen und insbesondere als Vierkantmutter, Sechskantmutter, Flügelmutter
oder Hutmutter ausgebildet sein.
Die Zeichnungen zeigen in:
1 eine schaubildliche Darstellung einer ersten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter in der Verwendungsposition an
einem Außengewinde;
2 eine Seitenansicht der Schraubenmutter aus
1;
3 eine schaubildliche Darstellung der Schraubenmutter
aus 1 in etwas geöffneter Stellung;
4 eine Seitenansicht der Darstellung aus
3;
5 eine schaubildliche Darstellung der Schraubenmutter
aus den 1 und 3 in weiter
geöffneter Stellung;
6 eine Seitenansicht der Schraubenmutter aus
5;
7 eine schaubildliche Darstellung des ersten Teils
der Schraubenmutter aus den 1-6;
8 eine schaubildliche Darstellung des zweiten Teils
der Schraubenmutter aus den 1-6;
9 eine schaubildliche Darstellung einer zweiten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter in Verwendungsposition an einem
Außengewinde;
10 eine schaubildliche Darstellung der Schraubenmutter
aus 9 in leicht geöffneter Stellung;
11 eine schaubildliche Darstellung der zwei Einzelteile
der Schraubenmutter aus den 9 und 10;
12 eine schaubildliche Darstellung der Teile der Schraubenmutter
aus den 9-11
während des Anbringens an einem Außengewinde;
13 die Seitenansicht der Schraubenmutter aus
12;
14 eine der 12 entsprechende
Darstellung, bei der die Teile der Schraubenmutter umgedreht sind;
15 eine Seitenansicht der Darstellung aus
14;
16-21 eine den
1-6 entsprechende Abfolge
von Darstellungen einer weiteren Ausführungsform der Schraubenmutter;
22 eine schaubildliche Darstellung eines der zwei identischen
Teile der Schraubenmutter aus den 16-21;
23-28 eine den
1-6 entsprechende Abfolge
von Darstellungen einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Schraubenmutter;
29 eine schaubildliche Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Schraubenmutter;
30 eine schaubildliche Explosionsansicht der zwei Teile
der Schraubenmutter aus 29;
31 eine Draufsicht auf eines der Teile der Schraubenmutter
aus den 29 und 30.
Die 1-8
zeigen eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter
100. Sie besteht aus zwei Teilen 101, 102, die einander
ergänzend geformt sind. In den 1 und
2 sind die Teile 101, 102 derart
zusammengesteckt, daß sie ein Außengewinde 50 mit geringem Spiel
umgeben. Diese Position der Teile 101, 102 der Schraubenmutter
wird in dieser Beschreibung Verwendungsposition genannt. Insbesondere die
7 und 8 zeigen, daß
jedes der Mutterteile 101, 102 einen Innengewindeabschnitt
103 bzw. 104 aufweist, die zusammen ein Innengewinde bilden, welches
in der zusammengesteckten Verwendungsposition der Mutterteile 101,
102 (1 und 2)
das Außengewinde 50 mit einem geringen Spiel umgibt.
Jeder Innengewindabschnitt 103, 104 erstreckt sich
über 180° des Innengewindes. Die Innengewindeabschnitte 103,
104 sind in einer Ebene voneinander getrennt, welche in der in den
1 und 2 dargestellten
Verwendungsposition die Gewindeachse enthält.
Die 7 und 8
zeigen, daß beide Mutterteile 101, 102 Anschlagflächen
105-108 aufweisen, die in der Teilungsebene des Innengewindes
verlaufen. Diese Anschlagflächen 105-108 liegen in der Verwendungsposition
(1 und 2) gegeneinander
an. In dieser Verwendungsposition ist das Innengewinde geschlossen, und seine Gewindegänge
umgeben die Gewindegänge des Außengewindes 50 mit einem üblichen
Gewindespiel.
In den 7 und 8
sind ferner vier Verriegelungsarme 109-112 zu erkennen. Zwei der
Verriegelungsarme 109, 110 sind an dem ersten Mutterteil
101 angeordnet und erstrecken sich im wesentlichen rechtwinklig zu den
Anschlagflächen 105 und 106. Zwei Verriegelungsarme
111 und 112 sind an dem zweiten Mutterteil 102 vorgesehen
und erstrecken sich im wesentlichen rechtwinklig zu den zwei Anschlagflächen
107 und 108.
Jeder der Verriegelungsarme 109-112 weist eine sich
in einer radialen Ebene des Gewindes erstreckende Führungsfläche
113-116 auf, an die sich eine schräge Führungsfläche
117-120 anschließt. Die schrägen Führungsflächen
117-120 erstrecken sich in einem den Anschlagflächen
105-108 des jeweils gleichen Mutterteils 101,
102 gegenüberliegenden Bereich.
Das zweite Mutterteil 102 weist zwei Aufnahmenuten
121, 122 auf, in welche die Verriegelungsarme 109 und
110 des ersten Mutterteils 101 einfügbar sind. Die Breite
der Aufnahmenuten 121, 122 entspricht im wesentlichen der Breite
der Verriegelungsarme 109, 110. Die Aufnahmenuten 121,
122 weisen ebenfalls eine radiale Führungsfläche 123,
124 und eine schräge Führungsfläche 125,
126 auf.
Das erste Mutterteil 101 weist dagegen im äußeren
Bereich Aufnahmeabschnitte 127, 128 auf. In diese Aufnahmeabschnitte
fügen sich die zwei Verriegelungsarme 111, 112 des zweiten
Mutterteils 102 in der Verwendungsposition. Auch die Aufnahmeabschnitte
127, 128 weisen jeweils eine radial zur Achse des Innengewindes
verlaufende Führungsfläche 129, 130 und eine schräge
Führungsfläche 131, 132 auf. In der Verwendungsposition
liegen die schrägen Führungsflächen 131, 132 der
Aufnahmeabschnitte 127, 128 gegen die schrägen Führungsflächen
119, 120 der Verriegelungsarme 111, 112 an.
Ebenso liegen die schrägen Führungsflächen 125,
126 in den Aufnahmenuten 121, 122 des zweiten Mutterteils
102 gegen die schrägen Führungsflächen 117,
118 der Verriegelungsarme 109, 110 des ersten Mutterteils
101 an. Entsprechendes gilt für die radialen Führungsflächen
113-116, der Verriegelungsarme 109-112, welche
gegen die jeweils entsprechenden radialen Führungsflächen 123,
124, 129, 130 der Aufnahmenut 121,
122 bzw. Aufnahmeabschnitt 127, 128 anliegen.
Wie in den 3 bis 6
erkennbar, gleiten die schrägen Führungsflächen
117-120, 125, 126, 131, 132
aufeinander, wenn die beiden Mutterteile 101, 102 aus der Verwendungsposition
voneinander entfernt werden. Dabei werden die beiden Mutterteile 101,
102 in der Richtung der Verriegelungsarme 109-112 auseinandergezogen.
Durch das Gleiten der schrägen Führungsflächen aufeinander ergibt
sich eine Kippbewegung oder Rotationsbewegung der beiden Mutterteile 101,
102 um eine Achse, die radial zur Achse des Außengewindes
50 verläuft und sich in der Teilungsebene der Mutterteile
101, 102, die in der Verwendungsposition durch die Anschlagflächen
105-106 definiert ist, erstreckt.
Diese Kippbewegung bewirkt, daß die Oberseite 141 und
die Unterseite 142 der beiden Mutterteile 101, 102 von
einer ebenen Fläche abweichend geknickt werden. Die Kippbewegung ist gehemmt,
wenn die Oberseite 141 oder die Unterseite 142 der Schraubenmutter
100 gegen eine ebene Stützfläche anliegt. Wenn also die Mutter
in der Verwendungsposition (1 und 2)
fest gegen eine Stützfläche geschraubt ist, ist die in den 3-6
dargestellte Schwenkbewegung nicht mehr möglich. Die Mutter wird durch die
Führungsflächen 113-120, 123-126,
129-132 geschlossen gehalten und umgibt das Außengewinde
50 mit geringem Spiel. So ist die Schraubenmutter 102 zur Kraftübertragung
in axialer Richtung des Außengewindes 50 geeignet.
Wenn die Schraubenmutter 100 dagegen an dem Außengewinde
50 so weit verschraubt ist, daß sie von einer Stützfläche
entfernt ist, kann sie gemäß dem Bewegungsablauf, der in den
1-6 dargestellt ist, geöffnet
und von dem Außengewinde 50 entfernt werden. Umgekehrt kann sie gemäß
dem Bewegungsablauf der 6, 4
und 2 oder 5,
3 und 1 durch Ineinanderfügen
der Schraubenmutterteile 101, 102 an einem Außengewinde
50 angebracht werden. Somit entfällt das zeitaufwendige Aufschrauben
der Schraubenmutter 100 über die gesamte Länge des Außengewindes
50 bis zum festen Verschrauben. Zudem kann die Schraubenmutter
100 auch an Außengewinden 50 angebracht werden, deren Enden
nicht frei erreichbar sind. Sie kann sogar an Außengewinden 50 angebracht
werden, die sich nur über einen Teilabschnitt einer Stange erstrecken, so daß
ein Aufschrauben von einem Ende auf das Außengewinde nicht möglich wäre.
Die Einsatzmöglichkeiten der Schraubenmutter aus den
1-8 sind sehr vielfältig.
Sie kann insbesondere auch zum Ersatz gewöhnlicher Schraubenmuttern verwendet
werden, da das Aneinanderfügen der Mutterteile 101, 102 in
radialer Richtung gegenüber dem Aufschrauben auf ein längeres Außengewinde
Zeit spart. Dadurch, daß die schrägen Führungsflächen
117-120 an den Verriegelungsarmen 109-112 und
die komplementären schrägen Führungsflächen 125,
126, 131, 132 in den Aufnahmenuten 121,
122 und Aufnahmeabschnitten 127, 128 die Mutterteile
101, 102 beim Verschieben zueinander in eine Rotationsbewegung
oder Schwenkbewegung führen, werden die Teile 101, 102 der
Schraubenmutter 100 beim Festschrauben gegen eine radial zum Außengewinde
50 verlaufende Anlagefläche sicher in ihrer Verwendungsposition verriegelt.
Die sich parallel zur Gewindeachse erstreckenden Führungsflächen
133-140 führen die beiden Mutterteile 101,
102 bei der Verschiebebewegung in die Verwendungsposition hinein. Dabei
liegen die achsparallelen Führungsflächen 133-136 des
ersten Mutterteils 101 mit geringem Spiel gegen die komplementären
achsparallelen Führungsflächen 137-140 in den Aufnahmenuten
121, 122 des zweiten Mutterteils 102 an. Die Anlagefläche
der Schraubenmutter 100 aus den 1-8
kann sowohl von deren Oberseite 141 als auch von deren Unterseite
142 gebildet werden.
Die 9-15
zeigen eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schraubenmutter
200. Die Schraubenmutter 200 besteht wieder aus zwei Mutterteilen
201, 202. Das Mutterteil 201 weist einen ersten, sich
über 180° erstreckenden Innengewindeabschnitt 203 auf. Das zweite
Mutterteil 202 weist den zweiten, gegenüberliegenden Innengewindeabschnitt
204 auf.
Jedes der Mutterteile 201, 202 weist zwei Verriegelungsarme
205, 206 bzw. 207, 208 auf. Dabei erstrecken
sich die zwei Verriegelungsarme 205, 206 bzw. 207,
208 eines Mutterteils 201 bzw. 202 zu beiden Seiten einer
Mittelebene, die rechtwinklig zur Teilungsebene des Innengewindes verläuft.
Die beiden Verriegelungsarme 205, 206 bzw. 207,
208 der zwei Mutterteile 201 bzw. 202 weisen jeweils
eine Führungsfläche 209-212 auf. Die zwei Führungsflächen
209, 210 bzw. 211, 212 jedes Mutterteils
201 bzw. 202 weisen im wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen.
So weist beim ersten Mutterteil 201 die in 11
auf der linken Seite der Mittelebene liegende Führungsfläche
209 nach unten und die rechts der Mittelebene liegende Führungsfläche
210 nach oben. Entsprechend und ergänzend weist die in 11
auf der linken Seite der Mittelebene liegende Führungsfläche
211 des zweiten Mutterteils 202 nach oben und die Führungsfläche
212 des Mutterteils 202, die rechts der Mittelebene liegt, nach
unten. Die nach unten weisende Führungsfläche 212 des rechts
der Mittelebene liegenden Verriegelungsarms 208 des zweiten Mutterteils
liegt in der Verwendungsposition gegen die nach oben weisende Führungsfläche
210 des rechts der Mittelebene liegenden Verriegelungsarms 206
des ersten Mutterteils an. Entsprechend liegt die nach oben weisende Führungsfläche
211 des zweiten Mutterteils links der Mittelebene gegen
die nach unten weisende Führungsfläche 209 des linken Verriegelungsarms
205 des ersten Mutterteils 201 an.
Die Art der Schwenkbewegung, welche die zwei Mutterteile
201, 202 beim Lösen vom Innengewinde 50 zueinander
ausführen, ist in den 9 (Verwendungsstellung,
in der die Mutterteile das Innengewinde eng umgeben) und 10
(ein wenig geöffnete Mutterteile) zu erkennen. Alle Führungsflächen
209-212 verlaufen entlang einer gemeinsamen Zylindermantelfläche,
welche um eine rechtwinklig zur Gewindeachse verlaufende Zylinderachse, die in der
Teilungsebene des Innengewindes liegt, gewölbt ist. Auf diese Weise werden
die zwei Mutterteile 201, 202 durch Verschwenken entlang dieser
Zylindermantelfläche aneinander gefügt oder voneinander gelöst.
Ein Verkippen der Mutterteile 201, 202 um eine parallel
zu den Verriegelungsarmen 205-208 verlaufende Achse während
des Verschwenkens entlang der zylindermantelförmigen Führungsflächen
209-212 wird durch gegeneinander anliegende Führungsflächen
213-216 vermieden, die sich parallel zur Achse des Innengewindes
und in die Verschieberichtung der Mutterteile, d.h. senkrecht zur Teilungsebene
des Innengewindes, erstrecken.
Das Verschwenken entlang der zylindermantelförmig gewölbten
Führungsflächen 209-212 führt wiederum dazu, daß
die Oberseite 217 oder die Unterseite 218 der Schraubenmutter
200 von ihrer in der Verwendungsposition (siehe 9)
gegebenen ebenen Ausgestaltung abweicht. Folglich ist ein Verschwenken und Lösen
der Schraubenmutter 200 vom Außengewinde 50 blockiert, wenn
entweder die Oberseite 217 oder die Unterseite 218 durch das Festschrauben
an dem Außengewinde 50 gegen eine Stützfläche gedrückt
wird.
Der Bewegungsablauf beim Verbinden der Mutterteile 201,
202 der Ausführungsform der Schraubenmutter 200 aus den
9-15 entspricht im wesentlichen
dem Bewegungsablauf beim Öffnen und Schließen der Mutterteile
101, 102 der Ausführungsform aus den 1-8.
Die Mutterteile werden rechtwinklig zur Teilungsebene des Innengewindes zueinander
verschoben und dabei um eine in der Teilungsebene des Innengewindes verlaufende,
sich rechtwinklig zur Gewindeachse erstreckende Rotationsachse verschwenkt.
Die 12-15
zeigen Montagehilfsmittel, die an den beiden Mutterteilen 201,
202 der Schraubenmutter 200 angeordnet sind. Beim Ineinanderfügen
der zwei Mutterteile 201, 202 werden diese um einen Winkel verschwenkt
aufeinander zu geschoben, wobei die Achsen der Gewindeabschnitte 203,
204 zusammen mit der Achse des Außengewindes 50 in einer
Ebene liegen sollten. Um diese Stellung der Mutterteile zu gewährleisten, weisen
die sich quer zur Verschieberichtung erstreckenden Kanten der Oberseite
217 und der Unterseite 218 Schrägflächen 219,
220 auf. Diese Schrägflächen 219, 220 verlaufen
in der Stellung der Mutterteile 201, 202 zueinander, in der die
Führung entsprechend der Schwenkbewegung durch die zylindrisch gewölbten
Führungsflächen 209-212 einsetzt, zueinander parallel.
Um die Mutterteile 201, 202 ineinanderzufügen, können
diese mit den Schrägflächen 219 oder 220 auf eine benachbarte
Stützfläche 221 (siehe 12-15)
aufgelegt und die zwei Mutterteile aufeinander zu geschoben werden, wobei das Außengewinde
50 eine seitliche Führung für die Mutterteile 201,
202 bildet. In den 12 und 13
werden die Mutterteile 201, 202 so montiert, daß sie sich
mit ihrer Unterseite 218 gegen die Stützflächen 221
abstützen sollen. Folglich werden die Schrägflächen 220
an den Kanten der Unterseite 218 gegen die Stützfläche
221 angelegt, so daß die entsprechende Neigung der Mutterteile
201, 202 erzielt wird. Nach dem Verschwenken der Mutterteile
201, 202 entlang des Zylindermantels, auf dem ihre Führungsflächen
209-212 liegen, befinden sich die zwei Mutterteile 201,
202 in der Verwendungsposition nahe der Stützfläche
221 und müssen nur noch festgeschraubt werden. Das Festschrauben erfordert
nur noch wenige Drehungen der Mutter. Es ist sogar möglich, die Mutter sehr
nahe der Stützfläche zusammenzufügen, so daß weniger als eine
Umdrehung zum Festschrauben erforderlich ist.
Die 14 und 15
zeigen die Mutterteile 201, 202 in umgedrehter Position. Die in
den 9-13 oben liegende
Oberseite 217 liegt nun unten und der Stützfläche 221
gegenüber. Entsprechend liegt die in den 9-13
unten liegende Seite 218 in der Darstellung der 14
und 15 oben. Entsprechend werden die Schrägflächen
219 gegen die Stützfläche 221 gedrückt, wobei die
Mutterteile 201, 202 anschließend aufeinander zu geschoben
werden. Die zwei Schrägflächen 219 und 220 weisen einen
Winkel zur daran angrenzenden Anlagefläche 217 bzw. 218 auf,
der dem Rotationswinkel entspricht, um welchen das Teil 201,
202 der Schraubenmutter gedreht wird, wenn es von dem ersten Ineinanderfügen
(12, 13 oder
14, 15) in die Verwendungsposition
bewegt wird.
Die Wölbung mindestens einer der Führungsflächen
209-212 kann von der exakten Form der Zylindermantelfläche
der Rotationsbewegung abweisen. So können insbesondere die konkav gewölbten
Flächen etwas stärker gewölbt sein, wobei die konvex gewölbten
Flächen exakt zylindermantelförmig oder etwas weniger gewölbt sein
können.
Diese Abweichungen von der zylindermantelförmigen
Wölbung führen dazu, daß die Verriegelungsarme 206 und
207 mit konkav gewölbter Führungsfläche 210 bzw.
211 bei steigendem axialen Druck ein wenig aufgebogen werden. Die Mutterteile
201 und 202 bestehen im allgemeinen aus Stahl oder einer Metallegierung,
die eine gewisse Elastizität aufweist. Das elastische Aufbiegen der Verriegelungsarme
206, 207 hat im wesentlichen den Effekt einer Federscheibe. Bei
schwankenden Belastungen des Außengewindes 50, auf das die Mutter
aufgeschraubt ist, löst sich nicht sofort die Mutter 200, sondern
es werden die Verspannungen durch das elastische Verbiegen der Verriegelungsarme
206, 207 abgebaut.
Die 16-22
zeigen eine weitere Ausführungsform einer Schraubenmutter 300. Sie
besteht aus zwei identischen Mutterteilen 301. Das Mutterteil
301 ist vergrößert in 22 dargestellt.
Es weist wieder einen Innengewindeabschnitt 302 auf, der sich über
180° des Innengewindes erstreckt und in einer Teilungsebene geteilt ist, die
diametral zum Innengewinde verläuft und die Gewindeachse enthält. Die
Führungsflächen 303 und 304 verlaufen schräg zur
radialen Ebene. Ihr Verlauf ist dem Verlauf einer Wendelfläche angenähert,
die sich um den rechtwinklig zur Teilungsebene liegenden Radius des Innengewindes
windet. Wie insbesondere in den 16-21
zu erkennen, werden die zwei Mutterteile 301 beim Ineinanderschieben in
der Richtung rechtwinklig zur Teilungsebene schraubenartig gedreht. Bei der Ausführungsform
der Schraubenmutter 300 aus den 16-22
sind die Führungsflächen 303 und 304 selbst nicht gewunden,
sondern eben ausgebildet, so daß keine flächige Führung erfolgt,
sondern nur ein punktartiger oder linienartiger Kontakt beim Ineinanderschieben
oder Auseinanderschieben der Mutterteile 301 vorhanden ist.
Es ist zu erkennen, daß die Führungsfläche
303 in Draufsicht eine andere Kontur aufweist als die Führungsfläche
304. Die Führungsfläche 303 ist an einem spitz zulaufenden
Verriegelungsarm 305 angeordnet, der in eine stumpfe Stirnfläche
307 mündet. Entsprechend grenzt an die vertikale Führungsfläche
309, welche die schräge Führungsfläche 303 begrenzt,
eine weitere vertikale Führungsfläche 310, die bei zwei ineinandergesteckten
Teilen 301 der Stirnfläche 307 des Verriegelungsarms
305 gegenüberliegt. Auf der anderen Seite verläuft der Verriegelungsarm
306 bis zu einer spitzwinkligen Kante 308. Die vertikale Führungsfläche
315, welche an die zweite schräge Führungsfläche
304 am zweiten Verriegelungsarm 306 angrenzt, verläuft dagegen
in einem spitzen Winkel bis zur Außenfläche im Bereich des zweiten Verriegelungsarms
306.
Es ist zu erkennen, daß das Mutterteil 301 mit einem
zweiten Mutterteil 301 nur dann zusammengesteckt werden kann, wenn es um
eine diametral zum Innengewinde und in der Teilungsebene des Innengewindeabschnitts
302 verlaufende Achse gedreht wird. Eine Drehung des Mutterteils
301 um die Gewindeachse selbst würde grundsätzlich auch zu einem
Übereinstimmen der schrägen Führungsflächen 304 und
303 führen. Allerdings würden dann die Innengewindeabschnitte
302 der zwei Mutterteile 301 nicht mehr aneinanderpassen, so daß
das formschlüssige Anliegen an das Außengewinde 50 nicht mehr
gegeben wäre. Durch das Verkürzen der Führungsfläche
303 auf einer Seite des Mutterteils 301 wird somit eine Verdrehsicherung
der Mutterteile 301 bewirkt. Die Mutterteile 301 passen nur dann
zusammen, wenn die Führungsfläche 303 einer identisch ausgebildeten
Führungsfläche 303 eines zweiten Mutterteils 301 gegenüberliegt.
In den 16-22
ist ferner zu erkennen, daß die Mutterteile 301 Vorsprünge
311 im Bereich aller vier Ecken aufweisen. Da zur Bildung der Mutter zwei
identische Mutterteile miteinander verbunden werden, die um eine in der Teilungsebene
des Gewindes liegende horizontale Achse gedreht sind, werden die zwei möglichen
Anlageflächen von der Oberseite 312 (siehe 22)
des ersten Mutterteils und der Unterseite 313 des zweiten Mutterteils gebildet.
Wenn die Mutter 300 mit der Anlagefläche gegen eine Stützfläche
geschraubt wird, bewirken die Vorsprünge 311 eine geringfügige
elastische Durchbiegung der Mutterteile 301. Wiederum wird der Effekt einer
Federscheibe beim Verschrauben der Schraubenmutter 300 auf einem Außengewinde
50 gegen eine Stützfläche bewirkt.
Die 22 zeigt ferner, daß sich parallel
zum Gewindeabschnitt 302 eine axiale Bohrung 314 durch das Mutterteil
301 erstreckt. In die axiale Bohrung 314 kann ein Stift eines
zangenartigen Werkzeugs gesteckt werden, welches zum Verbinden und Lösen der
zwei Mutterteile 301 dient.
Schließlich zeigt 22, daß der
in Umfangsrichtung des Innengewindeabschnitts 302 rechts liegende Endbereich
316 Abtragungen im Bereich der Gewindegänge aufweist. Der Innendurchmesser
der Gewindegänge vergrößert sich in diesem Endbereich zum angrenzenden
Bereich der Teilungsebene hin. In der Teilungsebene haben die Gewindegänge
am rechten Endbereich 316 des Innengewindeabschnitts 302 weniger
als die halbe Höhe als am linken Anfangsbereich des Innengewindeabschnitts
302. Diese Abtragung der Gewindegänge vermeidet, daß beim Anbringen
der Mutter 300 an einem Außengewinde 50 die Gewindegänge
in dem Endbereich 316 mit den Gewindegängen des Außengewindes
50 kollidieren, wodurch das Drehen der Mutterteile 301 in die
Verwendungsposition blockiert werden könnte. Ferner begünstigt das spitze
Zulaufen der Gewindegänge in dem Endbereich 316 die gewindeschneidende
Wirkung der Gewindegänge des Mutterteils 301. Beim
Aufbringen der Mutter 300 auf ein Kunststoffkabel oder einen Kunststoffstift
ohne Außengewinde und beim Festdrehen der Mutter 300 dringen die Gewindegänge
des Mutterteils zunächst mit den Spitzen im Endbereich 316 und dann
zunehmend tiefer in das Kunststoffmaterial ein und formt auf diese Weise beim Aufschrauben
das Außengewinde.
Die 23-28
zeigen eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schraubenmutter
400. Dabei entspricht die 24 der Seitenansicht
von hinten links der Schraubenmutter 400 aus der 23.
Entsprechend stellen die 26 und 28
Seitenansichten von hinten links der Mutterteile 401 der Schraubenmutter
400 aus den 25 und 27
dar.
Wiederum sind beide Mutterteile 401 identisch. Bei der Ausführungsform
aus den 23-28 verlaufen
die Führungsflächen 403 und 404 auf einer Wendelfläche,
die sich um wenige Grad (etwa 5-10° Schraubenwinkel) um die diametral zum Innengewinde
verlaufende Achse windet, die senkrecht zur Teilungsebene der Innengewindeabschnitte
402 steht. Auch die Mutterteile 401 der Ausführungsform aus
den 23-28 weist eine Verdrehsicherung
auf. So schließt sich an die gewundene Führungsfläche 403
an einer Seite eine Spitze 407 mit einer dreieckigen Anschlagfläche
408 an. Entsprechend weist der Verriegelungsarm 405, an dem sich
die Führungsfläche 403 befindet, eine dreieckige Schrägfläche
im Bereich der vorderen Ecke des Verriegelungsarms 405 auf, welche sich
gegen die Anschlagfläche 408 der Spitze 407 legt.
Die Bohrung 410 zur Aufnahme eines Stiftes eines zangenartigen
Verbindungswerkzeugs erstreckt sich hier im wesentlichen in Verschieberichtung der
zwei Schraubenmutterteile 401. Die Achse der Bohrung 410 liegt
auf einem Durchmesser des Außengewindes 50 bzw. einem Radius jedes
Innengewindeabschnitts 402, der rechtwinklig zur Teilungsebene der Innengewindeabschnitte
402 verläuft. Die Achse fällt mit der Verschieberichtung und
der Rotationsachse für die Rotationsbewegung beim Zusammenschieben zusammen.
Folglich können sich die Mutterteile 401 um die Achse der Bohrung
410 drehen, so daß der Stift des Werkzeugs selbst nicht drehbar ausgebildet
sein muß.
Die 29-31
zeigen eine Ausführungsform der Schraubenmutter 500, welche der Ausführungsform
aus den 23-28 sehr ähnlich
ist. Die Mutterteile 501 der Schraubenmutter entsprechend im wesentlichen
den Mutterteilen 401 der Schraubenmutter 400, bis auf die Spitze
407 und die Schrägfläche 409 zur Verdrehsicherung und
bis auf die Bohrung 410 zur Aufnahme eines Stiftes eines Werkzeugs. Ein
weiterer Unterschied liegt darin, daß die Schraubenmutter 500 sechseckig
ausgebildet ist. Die sechseckige Form wurde durch symmetrisches Abschneiden der
Ecken der viereckigen Schraubenmutter 400 aus den 23-28
erreicht, wobei die neue Schraubenmutter 500 einen Eckenwinkel von 60°
aufweist. Es ist zu erkennen, daß die Führungsflächen 503
und 504 schraubenartig um eine Achse gewunden sind, die rechtwinklig zur
Teilungsebene der Innengewindeabschnitte 502 verläuft.
- 50
- Außengewinde
- 100
- Schraubenmutter
- 101
- erstes Mutterteil
- 102
- zweites Mutterteil
- 103
- Innengewindeabschnitt
- 104
- Innengewindeabschnitt
- 105
- Anschlagfläche
- 106
- Anschlagfläche
- 107
- Anschlagfläche
- 108
- Anschlagfläche
- 109
- Verriegelungsarm
- 110
- Verriegelungsarm
- 111
- Verriegelungsarm
- 112
- Verriegelungsarm
- 113
- radiale Führungsfläche
- 114
- radiale Führungsfläche
- 115
- radiale Führungsfläche
- 116
- radiale Führungsfläche
- 117
- schräge Führungsfläche
- 118
- schräge Führungsfläche
- 119
- schräge Führungsfläche
- 120
- schräge Führungsfläche
- 121
- Aufnahmenut
- 122
- Aufnahmenut
- 123
- radiale Führungsfläche
- 124
- radiale Führungsfläche
- 125
- schräge Führungsfläche
- 126
- schräge Führungsfläche
- 127
- Aufnahmeabschnitt
- 128
- Aufnahmeabschnitt
- 129
- radiale Führungsfläche
- 130
- radiale Führungsfläche
- 131
- schräge Führungsfläche
- 132
- schräge Führungsfläche
- 133
- achsparallele Führungsfläche
- 134
- achsparallele Führungsfläche
- 135
- achsparallele Führungsfläche
- 136
- achsparallele Führungsfläche
- 137
- achsparallele Führungsfläche
- 138
- achsparallele Führungsfläche
- 139
- achsparallele Führungsfläche
- 140
- achsparallele Führungsfläche
- 141
- Oberseite, Anlagefläche
- 142
- Unterseite, Anlagefläche
- 200
- Schraubenmutter
- 201
- erstes Mutterteil
- 202
- zweites Mutterteil
- 203
- Innengewindeabschnitt
- 204
- Innengewindeabschnitt
- 205
- Verriegelungsarm
- 206
- Verriegelungsarm
- 207
- Verriegelungsarm
- 208
- Verriegelungsarm
- 209
- gewölbte Führungsfläche
- 210
- gewölbte Führungsfläche
- 211
- gewölbte Führungsfläche
- 212
- gewölbte Führungsfläche
- 213
- achsparallele Führungsfläche
- 214
- achsparallele Führungsfläche
- 215
- achsparallele Führungsfläche
- 216
- achsparallele Führungsfläche
- 217
- Oberseite, Anlagefläche
- 218
- Unterseite, Anlagefläche
- 219
- Schrägflächen
- 220
- Schrägflächen
- 221
- Stützfläche
- 300
- Schraubenmutter
- 301
- Mutterteil
- 302
- Innengewindeabschnitt
- 303
- schräge Führungsfläche
- 304
- schräge Führungsfläche
- 305
- Verriegelungsarm
- 306
- Verriegelungsarm
- 307
- Stirnfläche
- 308
- Kante
- 309
- vertikale Führungsfläche
- 310
- vertikale Führungsfläche
- 311
- Vorsprung
- 312
- Oberseite
- 313
- Unterseite
- 314
- Bohrung
- 315
- vertikale Führungsfläche
- 316
- Endbereich des Innengewindeabschnitts
- 400
- Schraubenmutter
- 401
- Mutterteil
- 402
- Innengewindeabschnitt
- 403
- gewundene Führungsfläche
- 404
- gewundene Führungsfläche
- 405
- Verriegelungsarm
- 406
- Verriegelungsarm
- 407
- Spitze
- 408
- Anschlagfläche
- 409
- Schrägfläche
- 410
- Bohrung
- 500
- Schraubenmutter
- 501
- Mutterteil
- 502
- Innengewindeabschnitt
- 503
- gewundene Führungsfläche
- 504
- gewundene Führungsfläche
- 505
- Verriegelungsarm
- 506
- Verriegelungsarm