DE69801882T2

DE69801882T2 - Mutter und Vorrichtung zum Auf- und Abschrauben einer Mutter

Info

Publication number: DE69801882T2
Application number: DE69801882T
Authority: DE
Inventors: John Kurt Junkers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-10-24
Filing date: 1998-08-19
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2018-08-20
Also published as: BR9805311A; KR100326007B1; JPH11223206A; UA52655C2; US5934853A; CN1221079A; SI0913593T1; PT913593E; HK1019472A1; CN1109200C; DK0913593T3; PE51599A1; AR014925A1; TW387038B; EP0913593B1; AU709971B2; ATE206506T1; DE69801882D1; ES2165128T3; KR19990037344A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Muttern und insbesondere sogenannte Schraubspindelmuttern sowie eine Anordnung zum Festziehen und Lösen einer Mutter und ein Verfahren zum Festziehen und Lösen einer Verbindung.
Schraubspindelmuttern sind im Stand der Technik bekannt, wobei eine solche bekannte Schraubspindelmutter in der US-A-4, 622,730 offenbart wird. Die in dieser Schrift offenbarte Mutter weist ein Innengewinde zur Schraubverbindung mit einem Ende einer Schraube und mehrere Innensechskantmutterschrauben oder "-spindeln", die in Gewindebohrungen geschraubt sind, welche sich durch die Wand der Mutter von einem axialen Ende davon zum anderen erstrecken und parallel zur Achse des Innengewindes gleichmäßig beabstandet angordnet sind, auf. Die Enden der Mutterschrauben, die ihren köpfen gegenüberliegen, ragen durch die Gewindebohrungen in der Wand der Mutter, so daß sie bei Drehung der Mutterschrauben an eine gehärtete Unterlegscheibe anstoßen, die auf einer Fläche einer Verbindung sitzt, so daß die Mutter angehoben wird und die Schraube mit einer relativ kleinen Eingangskraft gedehnt wird. Diese Mutter beruht auf dem Gedanken, daß jede Mutterschraube oder "-spindel" der Schraubspindelmutter einen gleichen Teil der erzeugten Schraubenlast trägt.
Diese bekannte Anordnung weist jedoch die folgenden Nachteile auf. Jede der Mutterschrauben muß mit einem gegebenen Drehmoment in einer gegebenen Reihenfolge auf die Unterlegscheibe festgeschraubt oder angezogen werden. Da sich der Reibungskoeffizient ändert, erzeugt jedoch jede Mutterschraube bei ihrem Anziehen durch Neigen der Mutter eine Seitenlast. Deshalb ist es sehr schwierig, die Unterlegscheibenfläche parallel zur Mutternfläche zu halten, was aus verschiedenen Gründen von Bedeutung ist. Wenn die Unterlegscheibenfläche und die gegenüberliegende Mutternfläche nicht parallel zueinander verlaufen, könnte eine der Mutterschrauben eine größere Last tragen als der Rest und sich entweder verbiegen oder "pilzförmig" erweitern, wodurch die Funktionsfähigkeit der Mutter zerstört wird. Wenn die Unterlegscheibe und die Mutternfläche nicht parallel zueinander verlaufen, wird des weiteren eine Biegekraft an die Schraube, mit der die Mutter verbunden ist, angelegt, da die Mutter nicht vollkommen senkrecht zur Schraubenachse sitzt.
Deshalb besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Mutter, die den Nachteil des Stands der Technik vermeidet. Des weiteren besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Anordnung zum Festziehen/Lösen einer Mutter, die den Nachteil des Stands der Technik vermeidet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Mutter nach dem nachfolgenden Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden. Erfindung wird eine Anordnung zum Festziehen und Lösen einer Mutter nach dem nachfolgenden Anspruch 5 bereitgestellt.
Wenn die Mutter und die Anordnung zum Festziehen und Lösen einer Mutter gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt sind, treten die Nachteile des Stands der Technik nicht auf und es ergeben sich besonders vorteilhafte Ergebnisse.
Die neuartigen Merkmale, die als charakteristisch für die vorliegende Erfindung betrachtet werden, werden insbesondere in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. Die Erfindung selbst - sowohl hinsichtlich ihrer Ausführung als auch ihrer Funktionsweise zusammen mit zusätzlichen Aufgaben und Vorteilen - geht jedoch am besten aus der folgenden Beschreibung bestimmter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor; es zeigen:
Fig. 1 und 2 eine Seitenansicht bzw. eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Mutter;
Fig. 3 eine teilweise als Schnitt ausgeführte Ansicht einer Ausführungsform eines Verbindungselements, das mit einem Werkzeug verbindbar ist und zum Festziehen und Lösen einer erfindungsgemäßen Mutter verwendet wird;
Fig. 4 eine teilweise als Schnitt ausgeführte Ansicht einer anderen Ausführungsform eines Verbindungselements, das mit einem Werkzeug verbindbar ist und zum Festziehen oder Lösen einer erfindungsgemäßen Mutter verwendet wird; und
Fig. 5 eine Schnittansicht, die einen Vorgang zum Festziehen oder Lösen einer erfindungsgemäßen Mutter zeigt.
In den Zeichnungen bezeichnet die Bezugszahl 1 eine erfindungsgemäße Mutter, die ein im wesentlichen zylindrisches Mutterglied 2 mit einem Innengewinde 3 zum Gewindeeingriff mit einer Schraube, einem Zapfen oder dergleichen umfaßt. Das Mutterglied 2 ist mit mehreren Gewindeschrauben oder Schraubgliedern 4 versehen, die in mehrere von einem Ende des Mutterglieds 2 zum anderen verlaufende Gewindebohrungen 5 geschraubt sind. Die Gewindebohrungen 5 sind parallel zur Achse des Innengewindes 3 des Mutterglieds 2 angeordnet, sind zweckmäßigerweise in im wesentlichen gleichen Umfangsabständen voneinander und vorzugsweise in gleichen Abständen radial von der Achse des Innengewindes 3 angeordnet.
Jedes Schraubglied 4 weist ein erstes Ende 4", das zum Anstoßen an einen Gegenstand ausgeführt ist, wie weiter unten erläutert, und ein gegenüberliegendes zweites Ende 4' auf. Ein Zahnrad 6 in Form eines Ritzels ist am Ende 4' jedes Schraubglieds 4 zur gemeinsamen Drehung der Schraubglieder nichtdrehbar angebracht. Die Schraubglieder 4 und ihre Zahnräder 6 sind so angeordnet, daß die Zahnräder 6 durch ein Werkzeug in Eingriff genommen und gleichzeitig gedreht werden können.
Fig. 5 zeigt ein Verbindungselement in Form einer Hohlbuchse 7, die alle Zahnräder 6 der Schraubglieder 4 gleichzeitig in Eingriff nehmen kann und drehbar ist, wenn sie mit einem (nicht gezeigten) Werkzeug verbunden ist. Die Buchse 7 weist ein erstes Ende, das mit mehreren inneren Zähnen 8 zum Kämmen mit äußeren Zähnen der Ritzel oder Zahnräder 6 versehen ist, und ein zweites Ende auf, das mit Ausbildungen, wie zum Beispiel mehreren sich axial erstreckenden Keilzähnen 9, zum Eingriff mit mehreren entsprechenden Keilzähnen einer Antriebswelle eines Werkzeugs, zum Beispiel eines kraftangetriebenen Werkzeugs, versehen ist. Die inneren Zähne 8 der Buchse 7 nehmen die Zahnräder 6 der Schrauben 4 der Mutter 1 außen in Eingriff oder kämmen außen mit ihnen.
Fig. 4 zeigt ein alternatives Verbindungselement 10, das als scheibenförmiges Glied ausgebildet ist, das mehrere äußere Zähne 11 zum kämmenden Eingriff mit den Zähnen der Zahnräder 6 der Schraubglieder 4 der Mutter 1 aufweist. Des weiteren weist das Element 10 eine mittlere hohle Ausbildung auf, die zum Beispiel durch mehrere Keilzähne 12 zum Eingriff mit Keilzähnen einer Antriebswelle eines (nicht gezeigten) Werkzeugs gebildet wird. Die äußeren Zähne 11 des Zwischenelements 10 nehmen die Zahnräder 6 der Schraubglieder 4 der Mutter 1 innen in Eingriff.
Die erfindungsgemäße Mutter und insbesondere eine Verbindung, die solch eine Mutter enthält, funktioniert wie folgt:
Wenn die Mutter auf einer Gewindeschraube 13, einem Zapfen oder dergleichen festgezogen werden soll, werden die gleiche Längen und ähnliche Gewinde aufweisenden Schraubglieder 4 so angeordnet, daß ihre unteren Enden 4" auf gleicher Höhe mit der unteren Endfläche des Mutterglieds 2 liegen, wie in Fig. 5 gezeigt. Dann wird die Mutter 1 auf der Schraube 13 festgezogen, bis die untere Endfläche des Mutterglieds 2 an eine obere Fläche einer auf einer Oberseite eines Gegenstands 15, zum Beispiel eines Flansches oder dergleichen, angeordneten harten Unterlegscheibe 14 anstößt. Dann wird die Buchse 7 auf die Mutter 1 gesetzt, so daß die inneren Zähne 8 der Buchse 7 die ähnlich bemessenen Zahnräder 6 der Schraubglieder 4 der Mutter außen in Ein griff nehmen und mit ihnen kämmen. Eine Antriebswelle 16 eines Werkzeugs, zum Beispiel eines kraftangetriebenen Werkzeugs, wird in das gegenüberliegende Ende der Buchse 7 eingeführt, und ihre Keilzähne nehmen die Keilzähne 9 der Buchse in Eingriff. Wenn die Antriebswelle 16 des Werkzeugs in einer gegebenen Richtung gedreht wird, werden die Schraubglieder 4 mit gleicher Geschwindigkeit und zu gleichem Grad gedreht, so daß die Enden 4" aus den Bohrungen 5, in denen sie aufgenommen sind, ragen und gegen die Unterlegscheibe 14 drücken, wodurch das Mutterglied 2 von der Unterlegscheibe weg gedrückt wird, bis ein kombiniertes, vorher berechnetes Drehmoment erreicht wird. Die untere Fläche der Mutter 1 und die obere Fläche der Unterlegscheibe 14 erstrecken sich parallel zueinander, und an sämtlichen Schraubgliedern 4 wird das gleiche Drehmoment angelegt, da die Neigungswirkung und der unbekannte Reibungskoeffizient der Schrauben, die bei Muttern des Stands der Technik vorlagen, entfallen. Alle Schraubglieder 4 werden zum Auziehen der Mutter 1 auf der Schraube 13 gleichzeitig gedreht.
Wenn das Element 10 von Fig. 4 anstelle der Buchse 7 verwendet wird, nehmen seine Zähne 11 die Zahnräder 6 der Einheit 1 von innen in Eingriff.
Das Lösen der Mutter 1 von der Schraube 13 erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Obgleich bevorzugt wird, daß die Zahnräder 6 in gleichen Abständen um den Umfang angeordnet sind, so daß um die Mutter herum gleiche Lasten angelegt werden, ist eine solche Anordnung nicht unbedingt erforderlich. Vorzugsweise weisen die Zahnräder 6 eine ähnliche Größe auf, wobei ihre Drehachsen im gleichen Abstand von einer gemeinsamen Achse, die parallel zur Achse des Innengewindes 3 und vorzugsweise koaxial damit verläuft, angeordnet sind.
Obgleich die Erfindung als Mutter und Anordnung zum Festziehen/Lösen einer Mutter ausgestaltet dargestellt und beschrieben wurde, soll sie nicht auf die gezeigten Einzelheiten beschränkt werden, da verschiedene Modifikationen und konstruktive Änderungen durchgeführt werden können, ohne in irgendeiner Weise von der durch die Ansprüche definierten vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Mutter (1) für eine Schraube oder dergleichen mit einem Mutterglied (2), das eine Innengewindebohrung (3) zum Gewindeeingriff mit einem Schraubgewinde eines Schraubenmittels (13) und mehrere um die Innengewindebohrung (3) herum angeordnete Außengewindebohrungen (5) enthält, und mehreren Schraubgliedern (4), die in den Außengewindebohrungen (5) in Gewindeeingriff stehen und jeweils ein erstes Ende (4"), das zum Anstoßen an einen Gegenstand (14) ausgeführt ist, und ein gegenüberliegendes zweites Ende (4') aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (4') jedes der Schraubglieder (4) mit einem Zahnrad (6) versehen ist, das so ausgebildet und angeordnet ist, daß sämtliche Zahnräder (6) aller Schraubglieder (4) durch ein zusätzliches Element (7) gleichzeitig in Eingriff genommen und gleichzeitig gedreht werden können, so daß alle Schraubglieder (4) gleichzeitig gedreht werden.

2. Mutter (1) für eine Schraube oder dergleichen mit einem Mutterglied (2), das mit einem mit einem Gewinde eines Schraubenmittels (13) in Eingriff bringbaren Gewinde (3) versehen ist, und mehreren in das Mutterglied (2) schraubbaren Schraubgliedern (4), die ein zum Anstoßen an einen Gegenstand (14) ausgeführtes erstes Ende (4") und ein gegenüberliegendes zweites Ende (4') aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ende (4') jedes der Schraubglieder (4) mit einem Zahnrad (6) versehen ist, das so ausgebildet ist, daß sämtliche Zahnräder (6) aller Schraubglieder (4) durch ein zusätzliches Element (7) gleichzeitig in Eingriff genommen und gleichzeitig gedreht werden können, so daß alle Schraubglieder (4) gleichzeitig gedreht werden.

3. Mutter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mutterglied (2) eine Achse aufweist und daß sich die Schraubglieder (4) in einer axialen Richtung erstrecken und im wesentlichen in gleichen Umfangsabständen um die Achse des Mutterglieds (2) herum angeordnet sind.

4. Mutter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder ähnlich dimensioniert sind und daß die Drehachsen der Zahnräder (6) in gleichen radialen Abständen von der Achse des Mutterglieds (2) angeordnet sind.

5. Anordnung zum Festziehen und Lösen einer Mutter mit einer Mutter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Element (7 oder 10), das ein Eingriffsmittel (8 oder 11) zum gleichzeitigen Eingriff aller Zahnräder (6) aller Schraubglieder (4) aufweist und, wenn es so mit diesen in Eingriff steht, drehbar ist, damit ein gleichzeitiges Drehen aller Zahnräder (6) und dadurch aller Schraubglieder (4) ermöglicht wird.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsmittel innere Zähne (8) zum Eingriff mit äußeren Zähnen der Zahnräder (6) umfaßt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (7) als eine Buchse ausgebildet ist, deren eines Ende mit den inneren Zähnen (8) und deren anderes Ende mit einer von einem Werkzeug in Eingriff nehmbaren zusätzlichen Ausbildung (9) versehen ist.

8. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingriffsmittel äußere Zähne (11) zum Eingriff mit äußeren Zähnen der Zahnräder (6) umfaßt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (10) als Scheibe ausgebildet ist, deren Außenfläche mit den äußeren Zähnen (11) und einer von einem Werkzeug in Eingriff nehmbaren zusätzlichen Ausbildung (12) versehen ist.

10. Verfahren zum Festziehen und Lösen einer Verbindung mit einer Mutter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, einem Schraubenmittel (13), mit dem die Mutter (1) in Gewindeeingriff steht, und einem Anstoßmittel (14), an das die Mutter (1) anstößt, dadurch gekennzeichnet, daß man bei dem Verfahren die Zahnräder (6) mit einem Zahnelement (7 oder 10) gleichzeitig in Eingriff nimmt und das Zahnelement (7 oder 10) dreht, um alle Schraubglieder (4) gleichzeitig zu drehen, so daß die zweiten Enden (4") der Schraubglieder gegen das Anstoßmittel (14) drücken und das Mutterglied (2) je nach Drehrichtung des Zahnelements (7 oder 10) auf das Anstoßmittel (14) zu oder von ihm weg bewegt wird, um die Verbindung festzuziehen oder zu lösen.