mini|hochkant|Von oben: Sechskantmutter, Vierkantmutter, Hutmutter, selbstsichernde Mutter, Flügelmutter
mini|hochkant|87 kg schwere Schraube und Mutter eines Kraftwerks-Generators.
Die Mutter (Mehrzahl: Muttern), Kurzform für Schraubenmutter, ist das mit einem Innengewinde versehene Gegenstück zu einer Schraube oder einem Gewindebolzen.
Mutter und Schraube bilden zusammen eine Schraubverbindung. Beide sind in vielen Varianten genormte Maschinenelemente.
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.
Wegen Korrosion festsitzende Muttern lassen sich oft mit Kriechöl oder durch Erhitzen mittels einer Lötlampe wieder lösen. Rost lässt sich auch mit jeder Säure lösen, sogar mit Zitronensäure. Im Extremfall muss die Mutter mit einem Mutternsprenger aufgetrennt oder mit einem Trennschleifer zerstört werden.
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 verwendenden Schraubenschlüssel bestimmte Außenkontur), den eventuell integrierten Maßnahmen gegen Selbstlösen, den eventuell vorhandenen zusätzlichen Funktionen und den vorgesehenen speziellen Anwendungen zusammenfassen.
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 Standardausführungen.
Unterscheidung nach Außenkontur Sechskantmutter 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 Mutternhöhe 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.
mini|hochkant=1|Von links nach rechts: Geschlitzte Sechskantmutter mit Linksgewinde, Vierkantmutter (oben), Einschlagmutter (unten), Hutmutter, Selbstsichernde Mutter, Kronenmutter
mini|Stangen- oder Abstandsmutter
Leichte Abwandlungen der Sechskantmutter sind die Rohrmutter, die Kronenmutter, die Hutmutter, die Bundmutter und die selbstsichernde Mutter.
Vierkantmutter Vierkantmuttern (siehe Abbildung oben) 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. Weiterhin üblich sind sie bei Verbindungen, die gegen unbefugtes Lösen gesichert werden sollen. Norm: DIN 557
mini|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
Sterngriffmutter Sterngriffmuttern haben eine vergrößerte, sternförmige Außenkontur. Dadurch können sie mit der Hand umgriffen und ohne Werkzeug angezogen und wieder gelöst werden. Norm des Sterngriffs: DIN 6336
Rändelmutter Eine Rändelmutter kann 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 gedreht. Es sind keine großen Drehmomente möglich, weshalb sie eher in der Feinwerktechnik verwendet wird, z. B. zum Festklemmen des elektrischen Leiters an einem Fahrraddynamo. Eine Schraube mit gerändeltem Kopf kommt bei mechanischen Armbanduhren als Krone vor. Norm: DIN 466, DIN 467, DIN 6303
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, die Verbindung eines Wälzlager-Innenrings mit der Welle und der Zahnkranz am Hinterrad eines Fahrrades.
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 runden, zylindrischen Außenfläche, in die an einem Hakenschlüssel angebrachte Stifte eingreifen können. Norm: DIN 1816 Eine Variante ist eine Mutter mit axialen Löchern in der Stirnseite einer ansonsten zylindrischen Mutter.
Unterscheidung nach Maßnahmen gegen Lösen mini|Abbrechmuttern mit Sollbruchstelle
In der Regel wird ein separates Maschinenelement, etwa ein Federring, verwendet, um eine Mutter gegen Lösen zu schützen. Aber auch durch Einsatz spezieller Muttern kann eine Sicherung erreicht werden:
Kontermutter mini|Zwei Muttern normaler Höhe auf Gewindestange gegeneinander gekontert
Mit Kontermutter (auch Gegenmutter) ist nicht eine Bauform, sondern eine Verwendung, nämlich 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. Es muss gewährleistet sein, dass die Kraft zwischen den Muttern deutlich größer als die auf die primäre Mutter wirkende Kraft ist.
Beim „Kontern“ kommt zu der eigentlichen Kraft, die auf die einzige Mutter wirken würde, noch die Kraft der Kontermutter hinzu. Das heißt: auf die äußere der beiden Muttern wirkt immer eine größere Kraft als auf die innere der beiden Muttern. Wenn beim Kontern zwei unterschiedlich dicke Muttern verwendet werden, muss die schwächere/dünnere/flachere Mutter als innere Mutter verwendet werden.H. Ott: Maschinenkonstruktion, Band IIIa, AMIV-Verlag Zürich 1978, Seite 41. Die innere Mutter ist immer die eigentliche Kontermutter, einerlei welche von den beiden dicker ist.
„Kontern“ ist eine der weniger gut wirksamen Maßnahmen gegen Lösen. Ursache ist die geringe elastische Verformung von Mutter und Schraubenschaft, die als „harte Federn“ wirken. Damit ist eine schnelle und praktisch vollständige Reduktion der Spannkraft durch Kriechen, Erschütterung oder Korrosion möglich, wodurch die Sicherungswirkung zunichtegemacht wird.
Kronenmutter mini|Kronenmutter mit Splint
Eine Kronenmutter ist eine erweiterte Sechskantmutter, die mit Hilfe eines Splints oder einer Fokkernadel 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 zwei dieser Schlitze greift der Splint ein.
Norm: DIN 935 Niedrige Form: DIN 979, DIN 937 (zurückgezogen)
Selbstsichernde Mutter Eine selbstsichernde Mutter (auch Stoppmutter genannt) stellt eine Sicherung gegen Lösen her, ohne dass wie bei anderen Schraubensicherungen ein weiteres Maschinenelement benötigt wird und ohne dass der Schraubenschaft bearbeitet werden muss.
Selbstsichernde Mutter mit Kunststoffring mini|Selbstsichernde Mutter mit Klemmteil (Kunststoffeinlage)
Eine selbstsichernde Mutter ist eine Sechskantmutter, die an einer der Stirnflächen ringförmig erweitert ist und in einer inneren Nut einen Ring aus Kunststoff, meist aus Polyamid, enthält. Dieser Ring – laut DIN-Norm Klemmteil genannt – 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 der Kunststoffring beim Lösen verschleißt und seine Sicherungswirkung verliert, sind diese Muttern Einwegware. Ihre Wiederverwendung ist eine mögliche Fehlerursache (so z. B. beim Reno-Air-Race-Flugzeugunglück von 2011).
Die Kunststoffsicherung kann ihre Wirkung nur entfalten, wenn die Mutter sich vollständig auf der Schraubverbindung befindet. Üblicherweise müssen sie so angebracht werden, dass mindestens zwei Gewindegänge überstehen.Bundesstelle für Flugunfalluntersuchung: Bericht 11 3X046 – Unfall am 8. Mai 2011, Braunschweig, 16. März 2012, abgerufen am 20. Oktober 2013. Das Gewinde darf nicht fettig sein.
Stovermutter Für hohe Betriebstemperaturen sind selbstsichernde Muttern mit Kunststoffring nicht geeignet. Hier kommen sogenannte Stovermuttern zum Einsatz (Temperaturbereich: −50 bis +300 °C), die nach der Fertigung des Gewindes (und noch vor dem Einbau) radial leicht gestaucht wurden. Der Kraftschluss entsteht durch die elastische Rückverformung des Muttern-Metalls beim Aufdrehen auf die Schraube.
Ganzstahl-Sicherungsmutter Eine weitere technische Ausführung der selbstsichernden Mutter ist die Ganzstahl-Sicherungsmutter.Ganzstahl-Sicherungsmutter: Produktbeschreibung (). Hierbei ist in der inneren Nut ein Stahlring als Sicherungselement montiert. Das Sicherungselement wirkt in radialer und axialer Richtung und bewirkt eine gleichmäßige Klemmwirkung auf dem vollen Umfang eines Gewindeganges. Die Ganzstahl-Sicherungsmutter kann mehrfach verwendet werden. Das Losdrehmoment ist nach mehrmaligem Auf- und Abschrauben ausreichend hoch, um ein Losdrehen der Mutter vom Vatergewinde zu vermeiden. Die thermische Belastbarkeit reicht bis zu 1000 °C. Die Ganzstahl-Sicherungsmutter kann als Sechskantmutter, als Sechskantmutter mit Flansch oder auch als Sondermutter ausgeführt sein.
Normen: ISO 1664 (Sechskantmutter mit Flansch, Klemmteil Metall, Regelgewinde); ISO 1667 (Sechskantmutter mit Flansch, Klemmteil Metall, Feingewinde); ISO 2320 (mechanische und funktionelle Eigenschaften für Sechskantmuttern aus Stahl mit Klemmteil) ISO 7040, ISO 10512, alt: DIN 982, DIN 6924 (hohe Form), ISO 7042 (Sechskantmutter, Klemmteil Metall, Regelgewinde), alt: DIN 980; ISO 10511, alt: DIN 985 (niedrige Form); ISO 10513 (Sechskantmutter, Klemmteil Metall, Feingewinde), alt: DIN 980;
Spannmutter mini|hochkant|Spannmutter mit Vielfachschrauben (SVS)
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 denen die an die Anlagefläche lose heran gedrehte Mutter festgespannt wird: Die Schrauben werden gleichmäßig gegen die Anlagefläche drückend angezogen; ein großer Schraubenschlüssel ist also nicht erforderlich. Das Anzugsmoment lässt sich durch die auf die Schrauben verteilten Teilmomente erzeugen.