Schrauben

Geteilte Schraubenmutter ermöglicht neue Konstruktionsformen

02.03.2007 | Autor / Redakteur: Jörg Zimmermann / Stefanie Michel

Produktauswahl für viele Einsatzmöglichkeiten: Die TwinNut ist als runde Variante oder in Vier- und Sechskantausführung erhältlich.

Bei Schrauben und Muttern erwartet man kaum noch revolutionäre Neuerungen. Doch mit der TwinNut steht eine kleine Revolution ins Haus. Diese zweigeteile Schraubenmutter besitzt zusammengeschoben

Bei Schrauben und Muttern erwartet man kaum noch revolutionäre Neuerungen. Doch mit der TwinNut steht eine kleine Revolution ins Haus. Diese zweigeteile Schraubenmutter besitzt zusammengeschoben die gleiche Form wie normale Schraubenmuttern, kann aus allen gängigen Materialien hergestellt werden und lässt sich überall dort einsetzen, wo auch normale Schraubenmuttern montiert werden.

Der heutige Markt für Schraubenmuttern, die sich von der Seite auf ein Außengewinde schieben lassen, ist begrenzt, weil die bisherigen technischen Lösungen deutliche Nachteile in der Stabilität oder Handhabung haben und zudem aufwendig zu produzieren sind. Mit mehr Präzision hat deshalb der Physiker Dr. Dietmar Schnier die herkömmliche Mutter in zwei Teile zerlegt. Die Form der Halbteile ist dabei überraschend simpel , denn mit seiner durchdachten Konstruktion, der TwinNut, zielt Dr. Schnier nicht auf Spezialanwendungen, sondern auf den Massenmarkt. Als wichtigste Voraussetzung dafür, muss die Festigkeit des neuen Produkts jedoch die Werte einteiliger Muttern erreichen. Wie erste Qualitätstests beweisen, wird diese Anforderung ohne Probleme erfüllt. Auf dieser Grundlage kann die geteilte Schraubenmutter ihre neuartigen Qualitäten bei der Herstellung und der Montage voll ausspielen.

Schraubenmutter mit durchdachtem Konstruktionsprinzip

Das Funktionsprinzip der geteilten Mutter ist einfach: Zwei Teile, die in ihrer äußeren Form identisch sind, fügen sich mit einer Schwenkbewegung entlang gebogenen, einseitigen Führungsflächen zusammen. Jedes Einzelteil verfügt über ein halbes Innengewinde. In der Standardausführung unterscheiden sich die Teile um einen halben Gewindegang. Sind die beiden Teile zusammengefügt, wird das gesamte Schraubengewinde genutzt und eine optimale Festigkeit erreicht. Mit dem Anziehen der TwinNut ist das Verschwenken der beiden Halbteile gegeneinander gesperrt. Die Teile halten sich gegenseitig fest. Dieses Konstruktionsprinzip unterscheidet sich deutlich von bisher bekannten Varianten geteilter Schraubenmuttern.

Hohe Festigkeit kombiniert mit günstiger Fertigung

Einfache Handhabung, günstige Fertigung und hohe Festigkeit sprechen für die TwinNut. Die Festigkeit herkömmlicher einteiliger Schraubenmuttern erreicht sie ohne Probleme. Erste Prototypen wurden aus Stahl und Edelstahl gefertigt und in einem Qualitäts-Sicherungslabor getestet. Im Standart-Testverfahren, mit dem Schraubenmuttern auf Zugbelastbarkeit geprüft werden, erreichte die TwinNut mit der Größe M6 in einer CNC-gefertigten Ausführung in Edelstahl mit geschnittenem Gewinde auf Anhieb die Festigkeitsklasse 7. Dies entspricht einer Zugbelastung von 14 Tonnen. Ausführungen mit gerolltem Gewinde oder eine umformtechnische Herstellung versprechen höhere Festigkeitsklassen, da der Werkstoff beim Umformen verdichtet und somit belastbarer wird.

Erste Machbarkeitsstudien des Produktionstechnischen Zentrums und des Instituts für Umformtechnik (IFUM) der Universität Hannover haben gezeigt, dass die neuartige Schraubenmutter durch Umformtechnik aus Stahl in Serie gefertigt werden kann. Dabei lassen sich voraussichtlich sogar die Gewindegänge umformtechnisch einbringen, was eine besonders günstige Produktion erlauben würde.

Endgültige Tests zur Festigkeit werden mit der Nullserie aus Stahl erfolgen, die Mitte des Jahres in Produktion geht. Zurzeit wird an der numerischen Optimierung der Muttern für die Fertigung gearbeitet. Bei diesen Teilen erwartet Dr. Schnier eine erreichbare Festigkeitsklasse von 8,8 und höher, vergleichbar mit den Werten von hochwertigen Standardmuttern.

Einsparungen bis zu 20 Prozent möglich

Eine Produktion in Kunststoff oder Metall-Druckguss (beispielsweise aus Aluminium und Zink) ist praktisch sofort möglich. Aufgrund der besonderen Gestalt der TwinNut-Teile kann die Fertigung in einem Schritt erfolgen. Anders als bei herkömmlichen Schraubenmuttern braucht das Gewinde nicht um eine Spindel herum gespritzt werden, wodurch die Herstellung um bis zu 20 Prozent günstiger ist. Ebenso wenig steht einer kostengünstigen vollautomatischen Produktion mit modernen CNC-Maschinen entgegen. Kleinserien und Sonderanfertigungen sind so einfach und schnell zu realisieren.

Erweiterte Möglichkeiten bei der Montage

Bei seinen ersten Überlegungen zu einer geteilten Mutter hatte Erfinder Dietmar Schnier zunächst die unterschiedlichsten Reparatursituationen im Sinn. Schnell wurde jedoch ersichtlich, dass das Potential weitaus größer ist. Ohne Schweißen ist eine hochfeste Verbindung von sich kreuzenden Stangen realisierbar. Die Verbindung lässt sich justieren und jederzeit wieder lösen.

Erheblich beschleunigen lässt sich die Montage an langen Stangen mit einer besonderen Ausführungsform der TwinNut. Auf den Führungsflächen sind dabei Rastpunkte angebracht, welche die Halbteile ab Werk in einer halboffenen Montage-Position fixieren. In dieser Stellung lässt sich das neue Produkt schnell über das Außengewinde bis zur Verwendungsposition führen. Nach dem vollständigen Zusammenschieben der Einzelteile wird die Schraube mit nur einer Umdrehung festgeschraubt.

Viel versprechend ist auch die Ausführung als Überwurfmutter. Durch die Teilung der TwinNut lassen sich Rohre mit Stutzen verschrauben. Dazu müssen die Halbteile einfach von der Seite auf Stutzen und Außengewinde gesetzt und festgezogen werden. Zudem erleichtert die Doppelmutter die Wartung: so ermöglicht beispielsweise ein einfaches Lösen der Verschraubung den Austausch eines integrierten Dichtungsringes.

 

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