Was ist eine Sicherungsmutter?
Eine Sicherungsmutter ist eine Mutter mit einer Funktion oder einem Mechanismus, der das Lösen verhindert.
Fest angezogene Muttern können sich aufgrund von Vibrationen, Stößen oder thermischer Ausdehnung lockern. Daher gibt es verschiedene Methoden, um das Lösen von Schrauben zu verhindern.
So gibt es zum Beispiel Doppelmuttern, bei denen zwei Muttern übereinander gestapelt werden, Feder- oder Zahnscheiben, die zwischen der Mutter und dem zu befestigenden Gegenstand eingefügt werden und Klebstoffe oder andere Materialien, die auf das Gewindeteil aufgetragen werden. Der Vorteil der Sicherungsmutter besteht dagegen darin, dass sie nur ein einziges Mutterteil benötigt, um ein Lösen zu verhindern, und dass sie leicht gegengesteuert und montiert werden kann.
Anwendungen von Sicherungsmuttern
Sicherungsmuttern werden dort eingesetzt, wo das Lösen von Schrauben und Muttern zu Schäden oder Unfällen führen kann. Beispiele hierfür sind Fahrzeuge, Flugzeuge, Schienenfahrzeuge, Brücken und Gebäude. Bei den meisten dieser Produkte kommt es zu Schäden oder Unfällen, die durch das Abfallen loser Schrauben und Muttern verursacht werden.
Andere Anwendungen sind z. B. die Aufhängung von Schaukelketten auf Spielplätzen und Rahmenbefestigungen an Trainingsgeräten in Fitnessstudios.
Funktionsweise von Sicherungsmuttern
Beim Anziehen einer Schraube oder Mutter auf einem zu befestigenden Gegenstand wird eine Druckkraft (Quetschkraft) auf den zu befestigenden Gegenstand und eine Zugkraft auf den Schraubenschaft ausgeübt, die von dem zu befestigenden Gegenstand abgestoßen wird. Diese Zugkraft erzeugt eine Reibungskraft zwischen der Sitzfläche der Schraube/Mutter (die Fläche, die mit dem zu befestigenden Gegenstand in Berührung kommt) und dem zu befestigenden Gegenstand, wodurch die Schraube fixiert wird.
In diesem Zustand wirken die folgenden drei Reibungskräfte und beeinflussen sich gegenseitig:
- Reibungskraft zwischen dem Außengewinde und dem Innengewinde
- Reibungskraft zwischen dem zu befestigenden Gegenstand
- Reibungskraft zwischen dem Sitz der Schraube/Mutter und dem zu befestigenden Gegenstand
Wenn diese Reibungskraft aus irgendeinem Grund verloren geht, wird dies als Schraubenlockerung bezeichnet. Nachfolgend sind Beispiele aufgeführt:
- Die Reibungskraft wird durch Verformung oder Eindrücken der Sitzfläche der Schraube/Mutter oder der Oberfläche des zu befestigenden Gegenstands, die mit der Sitzfläche in Kontakt ist, verringert.
- Vibrationen verringern die Axialkraft, was wiederum die Reibungskraft zwischen Außen- und Innengewinde verringert.
- Die Reibungskraft wird durch das Eindringen von Öl oder anderen schmierenden Substanzen zwischen Außen- und Innengewinde verringert.
Arten von Sicherungsmuttern
Es gibt verschiedene Arten von Sicherungsmuttern je nach ihrer Form und der Methode, mit der ein Lösen verhindert werden soll. Da jede von ihnen ihre eigenen Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten hat, werden je nach Ursache des Lockerungsvorgangs oft unterschiedliche Typen verwendet.
Weitere Informationen zu Sicherungsmuttern
1. Anwendung des Keilprinzips
Um das oben beschriebene Lösen der Schraube zu verhindern, wendet die Sicherungsmutter das Keilprinzip an.
Durch die Exzentrierung der Mittelachsen der beiden Mutternlöcher und das Anziehen der Muttern mit einer konischen, konkav-konvexen Passung zwischen ihnen wird durch das Keilprinzip eine große Reibungskraft auf den konischen Flächen der Muttern erzeugt, die das Lösen der Schraube erschwert. Ein Beispiel für ein Produkt ist die harte Sicherungsmutter, die wiederholt verwendet werden kann.
2. Erhöhte Reibungskraft mit der Schraube
An der Oberseite der Mutter ist ein Metallring mit Federeffekt angebracht, der das Außengewinde der Schraube berührt und die Reibungskraft erhöht, wodurch eine Anti-Lockerungs-Wirkung entsteht. Diese Muttern sind gemeinhin als Reibring-Sicherungsmuttern bekannt, Produktbeispiele werden als U-Muttern bezeichnet.
Reibring-Sicherungsmuttern haben eine ausgezeichnete Hitze- und Erdbebensicherheit. An der Oberseite der Mutter ist ein Nylonring angebracht, der beim Anziehen mit der Schraube in Kontakt kommt, wodurch die Reibungskraft in diesem Bereich erhöht wird und ein Anti-Lockerungs-Effekt entsteht.
Ein Beispiel für ein solches Produkt ist die Nyloneinsatz-Sicherungsmutter. Weitere Beispiele sind Flanschmuttern, die eine höhere Reibungskraft auf der Sitzfläche haben, um ein Lösen zu verhindern und gerillte Muttern, die durch einen Stift gesichert sind, der durch die Mutter und die Schraube geht, um ein Lösen zu verhindern.