- Mutter (Technik)
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Von oben: Sechskantmutter, Vierkantmutter, Hutmutter, selbstsichernde Mutter, Flügelmutter
Die Mutter (Mehrzahl: Muttern), zur Abgrenzung manchmal auch Schraubenmutter, ist das mit einem Innengewinde versehene Gegenstück einer Schraube oder eines Gewindebolzens. Der Name ist analog zu dem des Gegenstücks, zum sogenannten Schraubenvater oder zur sogenannten Vaterschraube, gebildet.
Mutter und Schraube bilden zusammen eine Schraubverbindung.
Aufbau und Montage
Die Schraubenmutter ist ein hohler, in der Regel niedriger prismatischer Körper, dessen Innenfläche als Innengewinde ausgebildet ist. Die prismatische Außenkontur dient zur Verbindung mit einem Schraubenschlüssel, mit dem das Drehmoment zum Anziehen der Mutter eingeleitet wird. Am häufigsten sind Sechskantmuttern. Deren Höhe ist etwa die Hälfte der Schlüsselweite.
Material und Herstellung
Neben Stahl kommen in geringerem Maße auch Buntmetalle (Messing, Kupfer), Aluminium und Kunststoffe zum Einsatz. Bei Muttern aus Stahl ist das Ausgangsmaterial heute meist hochlegierter Stahldraht, der in mehreren automatisierten Arbeitsgängen durch Schmieden warm geformt und durch Temperaturbehandlung vergütet wird. Das Gewinde wird nicht geschnitten, sondern überwiegend spanlos geformt.
Varianten
Muttern sind in der Mehrzahl genormte Massenprodukte. Die nicht genormten Varianten sind meistens auch Massenprodukte und ebenfalls aus Katalogen auswählbar.
Die sehr große Zahl verschiedener Ausführungen lässt sich unter
- geometrischen Gesichtspunkten (primär die vom zu verwendeten Schraubenschlüssel bestimmte Außenkontur),
- den eventuell integrierten Maßnahmen gegen Selbstlösen,
- den eventuell vorhandenen zusätzlichen Funktionen und
- den vorgesehenen speziellen Anwendungen
zusammen fassen.
Viele Ausführungen werden in unterschiedlichen Festigkeitsklassen und in unterschiedlicher Beständigkeit gegen Korrosion und chemische Angriffe angeboten. Muttern einer höheren Festigkeitsklasse und mit höherer Korrosionsbeständigkeit sind teurer als Standard-Ausführungen.
Unterscheidung nach Außenkontur
Von links nach rechts: Geschlitzte Sechskantmutter, Vierkantmutter (oben), Einschlagmutter (unten), Hutmutter, Selbstsichernde Mutter, KronenmutterSechskantmutter
Die Sechskantmutter ist die heute am weitesten verbreitete Form. Früher war das die Vierkantmutter.
- Normen: ISO 4032, ISO 8673 (mit Feingewinde), früher DIN 934
Abweichende Mutterhöhe
- Flache Sechskantmutter (0,5× Durchmesser hoch): ISO 4035, ISO 8675 (mit Feingewinde), früher DIN 439;
- Hohe Sechskantmutter (1,5× Durchmesser hoch): DIN 6330
Schlüsselweiten und Abmessungen sind in der Liste der Abmessungen metrischer Sechskantmuttern zu finden.
Leichte Abwandlungen der Sechskantmutter sind die Rohrmutter, die Kronenmutter, die Hutmutter, die Bundmutter und die selbstsichernde Mutter.
Vierkantmutter
Vierkantmuttern (siehe Abbildung) wurden früher oft verwendet. Hauptgrund war die einfachere Herstellung von Vierkanten durch manuelles Schmieden und später das abfallfreie Stanzen.
Heute finden sich Vierkantmuttern als Einlegemuttern in Spritzgussteilen, oder sie werden in Gehäuseprofile (Aluminium-Strangpressprofile) eingeschoben, um sie mit Mutter-Gewinde zum Anschrauben anderer Teile zu versehen. Eine Vierkantmutter ist auch das Hauptteil einer Käfigmutter.
- Norm: DIN 557
Von links nach rechts: Flügelmuttern, Sechskantmutter, Blindnietmutter, Schweißmuttern mit Flansch (zum Buckelschweißen)Flügelmutter
Flügelmuttern haben eine leicht konische Außenkontur, an die radial zwei flache Erweiterungen – die Flügel – angesetzt sind. Dadurch können sie ohne Werkzeug zwischen Daumen und Zeigefinger (von Hand) angezogen und (meist) auch wieder gelöst werden.
- Norm: DIN 315
Rändelmutter
Auch Rändelmuttern können ohne Werkzeug angezogen und gelöst werden. Die zylindrische Außenfläche ist gerändelt, wodurch der Kontakt mit den Fingern verbessert wird. Sie wird ebenfalls nur mit den Fingern bewegt. Um die runde Mutter besser halten zu können, ist der Rand außen aufgeraut, so dass man beim Festhalten nicht so leicht rutscht. Es sind aber keine großen Drehmomente möglich, weshalb sie eher in der Feinwerktechnik verwendet wird.
Nutmutter
Bei einer Nutmutter ist die zylindrische Außenkontur mit Nuten versehen. In die Einschnitte wird ein passender Hakenschlüssel eingesetzt, um die Mutter anzuziehen oder zu lösen.
Anwendungen sind Welle-Naben-Verbindungen und die Verbindung eines Wälzlager-Innenrings mit der Welle. Die Nutmutter stellt einen axialen Anschlag zwischen Nabe /Wälzlager-Ring und Welle dar. Sie ist üblicherweise mit Feingewinde versehen.
- Norm: DIN 981, DIN 1804
Kreuzlochmutter
Eine Kreuzlochmutter hat radiale Löcher in ihrer zylindrischen Außenkontur, in die an einem Hakenschlüssel angebrachte Stifte eingreifen können.
- Norm: DIN 1816
Eine Variante ist eine Mutter mit Löchern in den Stirnseiten einer sonst zylindrischen Mutter.
Unterscheidung nach Maßnahmen gegen Lösen
In der Regel wird ein separates Maschinenelement verwendet, um eine Mutter gegen Lösen zu schützen. Solche Elemente sind zum Beispiel:
Federring, Federscheibe, und Zahnscheibe.
Zwei Muttern normaler Höhe auf Gewindestange gegeneinander gekontertKontermutter
Mit Kontermutter (auch Gegenmutter) ist nicht eine Bauform, sondern eine mit einer primären Mutter kombinierte zweite Mutter gemeint. Die Besonderheit in der Form besteht höchstens darin, dass als Kontermutter oft eine flache Sechskantmutter verwendet wird. Mutter und Kontermutter werden gegeneinander verdreht, wodurch ein Kraftschluss zwischen ihnen und dem Schraubenteil unter ihnen entsteht. Wenn das Kontern gegen das Lösen der primären Mutter angewendet wird, ist zuerst die flachere, dann die dickere Mutter aufzuschrauben.[1] Dadurch übernimmt die dickere Mutter den wesentlichen Teil der Zugkraft, und die Pressung zwischen den Muttern, die das Lösen verhindern soll, ist größer.
„Kontern“ ist eine der weniger gut wirksamen Maßnahmen gegen Lösen. Ursache ist die geringe elastische Verformung der "harten Federn" Mutter und Schraubenschaft, die zu hohen "Federkräften" führt. Damit ist schnelle Reduktion der Spannkraft durch Kriechen, Erschütterung oder Korrosion möglich. Es muss gewährleistet sein, dass die Kraft zwischen den Muttern deutlich größer als die auf die primäre Mutter wirkende Kraft ist.
Kronenmutter mit SplintKronenmutter
Eine Kronenmutter ist eine erweiterte Sechskantmutter, die mit Hilfe eines Splints formschlüssig gegen Drehen mit dem Schraubenschaft verbunden werden kann. Im Schaft ist ein entsprechendes Querloch anzubringen. Die Mutter trägt einen radial geschlitzten Ring, eine „Krone“. In einen dieser Schlitze greift der Splint ein.
Selbstsichernde Mutter
Eine selbstsichernde Mutter (siehe Abbildung) stellt eine Sicherung gegen Lösen her, ohne dass ein weiteres Maschinenelement benötigt wird, und ohne dass der Schraubenschaft bearbeitet werden muss.
Eine Sechskantmutter ist an einer der Stirnflächen ringförmig erweitert und enthält in einer inneren Nut einen Ring aus Kunststoff. Dieser Ring wird beim Durchgang der Schraube plastisch und elastisch verformt. Der elastische Anteil bewirkt eine radial wirkende kraftschlüssige Sicherung gegen Lösen der Mutter. Wegen der nötigen Verformungsarbeit lässt sich eine solche Mutter in der Regel nicht von Hand aufschrauben.
Da beim Lösen nochmals plastische Verformung stattfindet – der elastische Anteil verkleinert sich – wird empfohlen, selbstsichernde Muttern nicht ein zweites Mal zu verwenden. Für hohe Betriebstemperaturen sind selbstsichernde Muttern mit Kunststoff-Ring nicht geeignet. Es kommen so genannte Stovermuttern zum Einsatz (Temperaturbereich: -50 bis +300 °C), die leicht unrund verformt sind. Der Kraftschluss entsteht durch die elastische Rückverformung des Muttern-Metalls.
- Norm: ISO 10511 alt: DIN 985
Spannmutter mit Vielfachschrauben (SVS)Spannmutter
Eine Spannmutter ist eine selten gebrauchte, in der Regel sehr große Mutter. Rund um das Gewindeloch sind mehrere Schrauben mit relativ kleinem Durchmesser angebracht, mit der die an die Anlagefläche lose heran gedrehte Mutter befestigt wird. Es ist kein großer Schraubenschlüssel erforderlich, und das Anzugsmoment lässt sich in auf die Schrauben verteilten Schritten erzeugen. Die Schrauben werden gleichmäßig gegen die Anlagefläche drückend angezogen.
Da die relativ vielen und kleinen Schrauben relativ "weiche Federn" darstellen, lässt sich ein weicher Kraftschluss herstellen, und eine angezogene Spannmutter gilt auch als gut gegen Lösen gesicherte Mutter.
Besondere Mutter-Formen
Mit einer großen Vielzahl besonderer Mutter-Formen werden besondere Funktionen oder Anwendungen ermöglicht. Manche von ihnen sind branchenspezifisch. Einige sind Verbindungen einer Mutter mit einem anderen Bauelement.
Muttern für besondere Funktionen
Rohrmutter
Eine Rohrmutter ist eine besonders flache Sechskantmutter mit Rohrgewinde nach DIN 431. Sie kann zum Beispiel auf ein Wasserrohr mit entsprechendem Gewinde geschraubt werden.
Hutmutter
Eine Hutmutter (siehe Abbildung) ist eine mit einem Hut versehene Sechskantmutter, in dem das Innengewinde als Sacklochgewinde endet. Die Mutter ist einseitig geschlossen, und das Schraubenende ist vor Rost und Verschmutzung geschützt. Außerdem verhindert der rundliche Hut die Verletzungsgefahr am Schraubenende.
- Norm: DIN 1587; niedrige Form: DIN 917
Hutmuttern werden zum Beispiel an Fahrrädern zur Befestigung der Radachsen und als Gegenmutter zur Befestigung von Bowdenzug-Seilen verwendet.
Bundmutter
Eine Bundmutter ist eine normale oder hohe Sechskantmutter, die an einer der beiden Stirnflächen mit einer Scheibe - ähnlich wie mit einer Unterlegscheibe – erweitert ist. Dadurch wird die Schraubkraft auf eine größere Fläche verteilt, was bei weichen Gegen-Materialien wie Aluminium und Kunststoffen von Vorteil ist. Die Kontaktfläche an der Bundmutter kann auch mit einer Sperrverzahnung versehen sein, was zu Formschluss mit dem weichen Gegenstück führt. Es gibt Bundmuttern
- Norm: DIN 6331
Geteilte Mutter
Eine geteilte Mutter lässt sich von den Seiten her auf einen Gewindebolzen aufbringen. Eine gewöhnliche Mutter, die in zwei oder mehr Teile axial getrennt ist, wird über den Umfang der Schraube zusammengefügt, und ihre Teile werden miteinander verbunden.
Bei der "geteilten Schraubenmutter" der Marke TwinNut werden zwei äußerlich gleiche Mutternhälften, die sich nur um eine halbe Gewindeganghöhe unterscheiden, von zwei Seiten her zusammen geschoben.[2] Ihre gegenseitige radiale Verbindung ist formschlüssig, nachdem die Mutter angezogen ist.[3] Zusätzliche Verbindungselemente - wie bei älteren geteilten Muttern[4] – sind nicht erforderlich.Muttern zur Verbindung mit Blechen
Bleche sind in der Regel zu dünn, um in sie ein tragfähiges Gewinde zu schneiden. Man verbindet sie meistens dauerhaft mit speziellen Muttern, zum Beispiel im Karosseriebau. Von der großen Zahl vorhandener Lösungen werden im Folgenden nur einige beschrieben.
Schweißmutter
Schweißmuttern (siehe Abbildung) werden mit dem Blech durch Widerstandsschweißen (Buckelschweißen) verbunden. Die Mutter weist dazu auf der Schweißseite einen Zentrieransatz und mehrere spitze Schweißwarzen auf.
Ein Gegenhalten der Mutter beim Anziehen der Schraube ist nicht notwendig. Schweißmuttern werden deshalb an schwer zugängigen Stellen im Karosseriebau und im Gehäusebau verwendet.
Eine Schweißmutter lässt sich nur schlecht auf vorbehandelte Bauteile (lackiert o.ä.) aufschweißen. Nach dem Aufschweißen muss oft eine Korrosionschutzbehandlung erfolgen.
- Norm: DIN 929
Setzmutter oder Einpressmutter
Setzmuttern besitzen einen meist gezahnten Kragen, der in ein Loch des Bleches eingepresst wird. Die Schraube wird von der Rückseite aus eingeschraubt. Die im Blech eingegrabene Zahnung des Kragens nimmt das Anzugsdrehmoment auf.[5]
Als Setzmuttern werden auch Blindnietmuttern (siehe Abbildung) bezeichnet. Diese sind eine Alternative zu Schweißmuttern, wenn die Rückseite der Einbaustelle grundsätzlich nicht zugänglich ist (Zaunpfosten, Rohre, Behälter). Siehe auch Blindniet. Sie können auch in vorlackierte oder verzinkte Bleche und ohne Korrosionsschutz-Nachbehandlung eingesetzt werden.
KäfigmutterKäfigmutter
Eine Käfigmutter weist eine käfigartige Struktur auf, mittels der sie in ein Loch eines Blechs eingeschnappt und so am Blech festgelegt werden kann.
Die nebenstehende Abbildung zeigt eine Käfigmutter, die zu einem besonderen Montagesystem gehört. Sie ist in der U-Profilstange von der Seite her montierbar, und schnappt in dem quadratischen Loch in der Profil-Seite ein.
Schnappmutter
Eine Schnappmutter, auch Karosserie- oder Blechmutter genannt, ist eine Mutter, die von einem U-förmigen federnden Blechbügel getragen wird. Der Gegenschenkel des Bügels enthält ein Durchgangsloch.[6] Sie kann über den Rand eines Blechs geschoben werden, mit dem sie formschlüssig verbunden ist, wenn die Schraube (Blech- oder Maschinenschraube) zusammen mit dem zu befestigten Teil eingeschraubt ist. Das Blech wird an der betreffenden Stelle vorher durchbohrt.
Muttern zum Verschrauben von Möbeln
Hülsenmuttern mit passenden Schrauben
Quergewindebolzen QD/M6-7,5/13x16,2Von der großen Zahl vorhandener Lösungen werden im Folgenden nur einige beschrieben.
Hülsenmutter
Eine Hülsenmutter ist ein dünner Hohlzylinder mit Innengewinde und Schraubenkopf. Sie wird in eine durchgehende Bohrung gesteckt und von der Gegenseite mit einer passenden Schraube gekontert. Damit hat die Verbindung auf beiden Seiten einen Schraubenkopf. [7] Hülsenmuttern mit flachem Kopf werden als Buchschrauben verwendet.
Quermutterbolzen
Ein Quermutterbolzen (fälschlich auch Quergewindebolzen) ist ein Bolzen mit einem quer zur Bolzenachse angebrachten Gewindeloch. Mit seiner Hilfe kann eine Platte rechtwinklig an eine andere Platte angeschraubt werden. Er wird in ein Loch gesteckt, dass in Normalen-Richtung in eine der beiden Platten gebohrt ist. Das Schraubenloch ist von einer Kante aus bis zu Bolzenloch gebohrt. Durch die andere Platte verläuft die Schraube in Normalen-Richtung. Ein Schlitz in einem Ende des Bolzens dient der Ausrichtung der Querbohrung.
Es existiert kein herstellerübergreifend einheitliches Bezeichnungsschema. Üblicherweise werden benannt: Bolzendurchmesser und -länge, Gewinde und Gewindeposition (Abstand von einem Ende).
Einschlagmutter
Eine mögliche Form einer Einschlagmutter (siehe Abbildung) hat zylindrische Form – passend in ein vorgebohrtes Loch – und eine verzahnte Scheibe (ähnlich wie bei einer bestimmten Reißzwecke). Die Zähne dieser Scheibe werden ins Brett geschlagen, sie stützen das Drehmoment ab. Eine andere häufige Form ist auf dem Außenzylinder schwach verzahnt. Auch hier besteht nach dem Einschlagen ein Formschluss gegen Verdrehen.
Mit anderen Bauteilen verbundene Muttern
Die Verbindung einer Mutter mit einem anderen Teil wird oft als Mutter bezeichnet, obwohl die neue Einheit ein weiteres Teil und eine neue Funktion enthält.
Ringmutter
Die Ringmutter ist eine mit einem Ring verbundene Mutter. Der Ring ist auf einer der beiden Stirnseiten der Mutter stehend angeordnet. Zweck einer Ringschraube ist, einen Ring (beziehungsweise eine Öse) mit einer Gewindestange zu verbinden. Durch die Öse wird oft ein Seil oder ein Haken geführt, zum Beispiel bei der Verwendung als sogenannte Kranöse.
- Norm: DIN 582
Spannschlossmutter
Spannschloss: Hakenschraube mit Rechtsgewinde (links); Augenschraube mit Linksgewinde (rechts)Eine Spannschlossmutter ist Teil eines Spannschlosses, dessen andere Teile zwei Gewindehaken oder -ösen mit je einem Rechts- und einem Linksgewinde sind. Eine Mutter mit Rechts- und eine mit Linksgewinde bilden die Spannschlossmutter. Sie sind in einigem Abstand auf gleicher Achse liegend miteinander verbunden. Die Verbindung wird mit einem zylindrischen Gehäuse oder einfach mit zwei kurzen Stangen (siehe Abbildung) hergestellt. Durch Drehen der Spannschlossmutter werden die beiden Gewindestangen je nach Drehrichtung zusammengezogen oder voneinander entfernt. Spannschlösser werden oft zum Spannen von Drähten, z. B. bei Gartenzäunen und auf Viehweiden eingesetzt.
- Norm: DIN 1479
T-Nut-Mutter
Bei einer T-Nut-Mutter ist lediglich in einem T-Nut-Stein (auch „Nutenstein“) ein Gewindeloch angebracht. Ein solcher Stein dient zur Verbindung zwischen Maschinentisch und Werkstück bei einer Werkzeugmaschine. Er befindet sich axial verschiebbar in einer T-Nut des Tisches. Mit ihm wird eine Anschraubstelle mittels entsprechender spezieller Schraube für das Werkstück geschaffen.
- Norm: DIN 508
Spindelmutter
Eine Spindelmutter, gelegentlich auch Bewegungsmutter genannt, ist ein Bauteil eines Gewindetriebes und damit kein Befestigungselement, sondern ein Teil eines Linearantriebes.
Einzelnachweise
- ↑ H. Ott: Maschinenkonstruktion, Band IIIa, AMIV-Verlag Zürich 1978, Seite 41
- ↑ TwinNut: Produktbeschtreibung[1]
- ↑ Das Zusammenschieben ist ein Zusammenschwenken auf einer Kreisbahn mit geringer Krümmung. Wenn die Mutter gegen eine Ringfläche angezogen ist, wird das Ausschwenken formschlüssig unterbunden. [2]
- ↑ Mit Stiften verbundene Mutter aus zwei Teilen [3]
- ↑ Setzmuttern bei Auel Verbindungstechnik GmbH
- ↑ Schnappmuttern bei Auel Verbindungstechnik GmbH
- ↑ Hülsenmutter bei Schrauben-Jäger
Weblinks
Commons: Muttern – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
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