DE102004002373A1

DE102004002373A1 - Vorrichtung und Verfahren für die Befestigung von zwei Komponenten

Info

Publication number: DE102004002373A1
Application number: DE102004002373A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Maejima; Tadashi Maejima
Original assignee: Individual
Current assignee: Three R Produce Inc Tokio Jp
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2004-01-15
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2024-01-16
Also published as: US20100329777A1; US7802692B2; DE102004002373B4; DE102004064133B4; JP3790733B2; US20050155970A1; JP2004125069A

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befestigen von zwei Komponenten ohne speziellen Mechanismus, wobei die Befestigungsvorrichtung eine Komponente, die wenigstens zwei im Querschnitt vorstehende Abschnitte besitzt, die jeweils einen vorgegebenen Steigungswinkel besitzen, und eine weitere Komponente, die zu der einen Komponente eine vorgegebene räumliche Beziehung aufrechterhält und wenigstens zwei im Querschnitt vorstehende Abschnitte besitzt, die mit im Querschnitt vorstehenden Abschnitten der wenigstens zwei vorstehenden Abschnitte der einen Komponente in Eingriff sind. Wenigstens einer der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte der weiteren Komponente besitzt einen Steigungswinkel, der vom Steigungswinkel der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte der einen Komponente verschieden ist. Die beiden Komponenten können weiter einander angenähert werden, bis die jeweiligen im Querschnitt vorstehenden Abschnitte miteinander in Eingriff sind, nachdem sie über eine bestimmte Strecke relativ zueinander bewegt wurden. Die beiden Komponenten werden durch einen gegenseitigen reibschlüssigen Eingriff der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte mit unterschiedlichen Steigungswinkeln befestigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befestigen von zwei Komponenten eines Druckgussprodukts oder dergleichen und insbesondere eine Befestigungsvorrichtung und ein Befestigungsverfahren zum Befestigen der Komponenten durch einen gegenseitigen reibschlüssigen Eingriff von im Querschnitt vorstehenden Abschnitten, etwa von Gewinden, die an den Komponenten vorgesehen sind.
Bisher ist es in dem technischen Gebiet, in dem zwei Komponenten, etwa ein Deckel und ein Behälter, aneinander befestigt werden, für verschiedene Arten von Behältern üblich, für diese Befestigung Gewinde zu verwenden. Kürzlich ist jedoch ein Bedarf an einem Befestigungsverfahren entstanden, das eine stabilere Befestigung ermöglicht und viele Funktionen hat.
Im Allgemeinen hat in einem Befestigungsverfahren mittels Gewinde ein Verfahren, bei dem für alle Gewinde ein fester Steigungswinkel verwendet wird, um die Befestigung auszuführen, Priorität. Wenn dieses Verfahren für einen Deckel oder dergleichen eines Behälters übernommen wird, erfolgt die Befestigung durch Gewinde, wovon jedes einen festen Steigungswinkel hat, um eine innere obere Oberfläche des Deckels und eine die obere Öffnung umgebende Oberfläche des Behälters in festen gegenseitigen Kontakt zu bringen. Bei der Herstellung eines solchen Behälters, eines solchen Deckels oder dergleichen wird beispielsweise dann, wenn das Produkt von dem Kern einer Druckgussform freigegeben wird, dieser Kern gedreht, um das Produkt auszuwerfen, weshalb ein Gewinde mit festgelegtem Steigungswinkel verwendet wird, um den Auswurf aus der Form zu erleichtern.

Aus JP 2002-34650-A ist hingegen ein Verfahren zum Befestigen von zwei Elementen unter Verwendung von zwei Arten von Gewinden mit unterschiedlichen Steigungswinkeln bekannt, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit jedes Elements je nach Steigungswinkel unterschiedlich ist.

Aus JP-U-5-1010-A ist eine Befestigungsvorrichtung mit Schraube und Mutter bekannt, bei der an einer Schraube eine Linksgewinde-Nut und eine Rechtsgewinde-Nut mit unterschiedlichen Steigungswinkeln ausgebildet sind und verschiedene Muttern mit Gewindestegen mit Steigungswinkeln, die jenen der Gewindenuten entsprechen, auf die Schraube geschraubt werden.

Wenn bei einer solchen herkömmlichen Befestigungsvorrichtung als Befestigungsmittel Gewinde verwendet werden, ist es üblich, dass alle Steigungswinkel der Gewinde fest liegen. Folglich wird aus der elastischen Verformung und aus einer Reibkraft eines Außengewindes und eines Innengewindes unabhängig von der Art des Materials eine Befestigungskraft erhalten, weshalb ein großes Drehmoment erforderlich ist, um die hohe Befestigungskraft zu erzielen. Daher wird die Befestigungskraft durch eine Änderung des Befestigungsdrehmoments eines Deckels eines Behälters oder dergleichen beeinflusst, weshalb das Problem besteht, dass sich der Deckel leicht löst.

Insbesondere trägt die Drehkraft für die Befestigung des Deckels, die ausgeübt wird, nachdem die innere obere Oberfläche des Deckels und die die Öffnung umgebende Oberfläche des Behälters in Kontakt gebracht worden sind, zu einer Befestigungskraft bei, weshalb dann, wenn die Reibungskraft zwischen der inneren oberen Oberfläche des Deckels und der eine Öffnung umgebenden Oberfläche groß wird, bei einer Verringerung der Deckeldrehkraft die Ände rung der Befestigungskraft zunimmt.

Bei der Befestigung mittels Gewinden, die nur einen Steigungswinkel besitzen, ist an einem Endabschnitt stets ein Anschlag erforderlich, wie dies zwischen Schraube und Mutter und zwischen Behälter und Deckel der Fall ist, so dass eine Befestigung nicht an einem wahlfreien Ort erhalten werden kann, wodurch die Verwendung eingeschränkt ist. Daher wird eine Befestigungsvorrichtung mit Schraube und Mutter, die aus JP-U-5-1010-A bekannt ist, in Betracht gezogen, da diese jedoch eine sehr spezielle Handhabung erfordert und für das Material eine hohe Festigkeit gefordert ist, ist diese Vorrichtung in der Praxis nur schwer einsetzbar.

Was die Befestigungsvorrichtung mit Gewinden mit unterschiedlichen Steigungswinkeln betrifft, kommt die aus JP 2002-34650-A bekannte Befestigungsvorrichtung in Betracht, bei dieser Vorrichtung sind jedoch zwei Arten von Gewinden mit unterschiedlichen Steigungswinkeln parallel angeordnet, wodurch die Handhabung auf Grund unterschiedlicher Bewegungsgeschwindigkeiten erschwert wird, außerdem ist die Vorrichtung nicht für die Befestigung selbst vorgesehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Befestigungsvorrichtung und ein Befestigungsverfahren zu schaffen, mit denen zwei Komponenten durch einen einzigen Vorgang und ohne speziellen Mechanismus befestigt werden können.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Befestigungsvorrichtung und ein Befestigungsverfahren für zwei Komponenten zu schaffen, die die Befestigungskraft stabilisieren können und eine Befestigung an jedem wahlfreien Ort ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1 bzw. durch ein Befestigungsverfahren nach Anspruch 6. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden eine Befestigungsvorrichtung und ein Befestigungsverfahren für zwei Komponenten bzw. für 2-komponentige Bauteile geschaffen, die die Befestigungskraft stabilisieren können und eine Befestigung an jedem wahlfreien Ort ermöglichen, weil die Befestigungskraft lediglich durch die Reibungskraft zwischen ihnen und vorzugsweise ferner durch die elastische Verformung beispielsweise eines Elements mit Außengewinde und eines Elements mit Innengewinde erhalten wird, indem in dem Fall, in dem als Befestigungsmittel Gewinde verwendet werden, Gewinde mit wenigstens zwei unterschiedlichen Steigungswinkeln verwendet werden.

Erfindungsgemäß ist eine Befestigungsvorrichtung für zwei Komponenten bzw. für 2-komponentige Bauteile oder Gegenstände gekennzeichnet durch eine Komponente, die wenigstens zwei im Querschnitt vorstehende Abschnitte umfasst, die einen vorgegebenen Steigungswinkel besitzen, und eine weitere Komponente, die vorzugsweise eine vorgegebene räumliche Beziehung bzw. Position zu der einen Komponente einhält bzw. besitzt und wenigstens einen im Querschnitt vorstehenden Abschnitt aufweist, der sich gegenüber dem im Querschnitt vorstehenden Abschnitt der einen Komponente befindet, mit diesem in Eingriff ist bzw. in Eingriff verbringbar ist und einen von dem Steigungswinkel des im Querschnitt vorstehenden Abschnitts der einen Komponente verschiedenen Steigungswinkel besitzt.

Die Befestigungsvorrichtung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass beide Komponenten aufeinander zu bewegt werden können und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte in gegenseitigen Eingriff gelangen, nachdem sie um eine bestimmte Strecke aufeinander zu bewegt worden sind, und dann in einen reibschlüssigen Eingriff gelangen, so dass die zwei Komponenten endgültig aneinander befestigt sind.

Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung der Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten aus einem elastischen Werkstoff gebildet sind, wobei die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte dann, wenn sie miteinander in Eingriff gebracht worden sind, um eine bestimmte Strecke elastisch verformt werden und die Eingriffbeziehung durch den reibschlüssigen Eingriff aufrecht erhalten wird.

Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung der Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten ein zylindrischer Behälter mit einem offenen Endabschnitt und ein Deckel für diesen offenen Endabschnitt sind und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitt Außengewinde, die an einer äußeren Umfangswand des offenen Endabschnitts ausgebildet sind, und Innengewinde, die an einer inneren Umfangswand des Deckels ausgebildet sind, sind.

Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung der Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten jeweils mit einer geraden Anzahl von Gewinden versehen sind und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte, die jeweils einen anderen Steigungswinkel besitzen, abwechselnd an einer der Komponenten vorgesehen sind.

Vorzugsweise ist die Befestigungsvorrichtung der Erfindung ferner dadurch gekennzeichnet, dass die innere Oberfläche des Deckels dann, wenn die Gewinde an der Innenwand des Deckels mit den am offenen Endabschnitt des zylindrischen Behälters ausgebildeten Gewinden gemäß der oben beschriebenen Befestigungsvorrichtung in Eingriff gelangen, mit einer die Öffnung des offenen Endabschnitts umgebenden Oberfläche in Kontakt gelangt und daran befestigt wird.

Ein Verfahren zum Befestigen von zwei Komponenten gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Befestigen einer zweiten Komponente, die aus einem elastischen Element bzw. Material gebildet ist, das wenigstens einen im Querschnitt vorstehenden Abschnitt enthält, der sich gegenüber einem im Querschnitt vorstehenden Abschnitt einer ersten Komponente befindet, mit diesem in Eingriff ist bzw. in Eingriff verbringbar ist und einen Steigungswinkel besitzt, der von jenem der ersten Komponente verschieden ist, an der ersten Komponente bzw. dem ersten Bestandteil, die wenigstens den im Querschnitt vorstehenden Abschnitt besitzt, der den vorgegebenen Steigungswinkel aufweist, wobei eine vorgegebene räumliche Beziehung beibehalten wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bewegen der Komponenten entgegengesetzt zueinander, bis die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte um eine gewisse Strecke in gegenseitigem Eingriff sind; Weiterbewegen der Komponenten, so dass die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte elastisch verformt werden, nachdem sie in gegenseitigen Eingriff gelangt sind; und Herstellen eines reibschlüssigen Eingriffs der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte durch elastische Verformung und Befestigen der beiden Komponenten aneinander.

In der Vorrichtung zur Befestigung von zwei Komponenten mit der obigen Konstruktion umfasst eine Komponente wenigstens zwei im Querschnitt vor stehende Abschnitte, wovon jeder einen vorgegebenen Steigungswinkel besitzt, während die andere Komponente eine vorgegebene räumliche Beziehung zu der einen Komponente aufrechterhält und wenigstens einen im Querschnitt vorstehenden Abschnitt besitzt, der mit dem im Querschnitt vorstehenden Abschnitt der einen Komponente gegenüber diesem im Querrschnitt vorstehenden Abschnitt in Eingriff ist bzw. gelangt und einen Steigungswinkel besitzt, der von jenen der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte der einen Komponente verschieden ist. Wenn daher die beiden Komponenten einander angenähert werden, gelangen die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte in gegenseitigen Eingriff, nachdem sie um eine bestimmte Strecke aufeinander zu bewegt worden sind, wobei die vorstehenden Abschnitte weiterbewegt werden, nachdem sie in Eingriff gelangt sind, wodurch die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte fester und reibschlüssig in Eingriff gelangen, um diesen Zustand aufrechtzuerhalten, so dass die beiden Komponenten integral befestigt sind. Falls hierbei für die Eingriffsteilen wahlfrei optimale Stellen festgelegt werden, kann ein Eingriffzustand der beiden Komponenten entsprechend dem Verwendungszweck erhalten werden.

Ferner sind in der Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung die beiden Komponenten vorzugsweise aus einem elastischen Werkstoff gebildet, weshalb der Eingriffzustand durch die elastische Verformung um eine bestimmte Strecke aufrechterhalten wird, nachdem die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte in gegenseitigen Eingriff gelangt sind, während die beiden Komponenten durch gegenseitige Bewegung in gegenseitigen Eingriff gebracht werden, wobei die Eingriffbeziehung durch den Reibeingriff beibehalten wird, so dass es möglich ist, einen Zustand mit stärkerer Befestigung der beiden Komponenten zu erzielen.

Da die Komponenten bei dieser Ausführungsform der Befestigungsvorrichtung ein offener Endabschnitt an einem zylindrischen Behälter wie etwa an einer Flasche sowie ein Deckel zum Verschließen dieses offenen Endabschnitts sind und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte Außengewinde an einer äußeren Umfangswand des offenen Endabschnitts bzw. Innengewinde, die an einer inneren Umfangswand des Deckels ausgebildet sind, sind, kann der Deckel auf dem offenen Endabschnitt des Behälters durch Aufschrauben aufgesetzt werden, weshalb auf Grund der Tatsache, dass sich die Gewinde des offenen Endabschnitts des Behälters und die Gewinde an der inneren Umfangswand des Deckels hinsichtlich ihres Steigungswinkels unterscheiden, die Gewinde in gegenseitigen Eingriff gelangen, nachdem sie einander angenähert worden sind, wobei der Schraubvorgang weiter fortgesetzt wird, so dass die Gewinde durch die elastische Verformung in einen gegenseitigen reibschlüssigen Eingriff gelangen und in diesem Zustand aneinander befestigt sind, so dass der Deckel an dem offenen Endabschnitt des Behälters stabil befestigt werden kann.

An den beiden Komponenten dieser Befestigungsvorrichtung, nämlich an dem Behälter bzw. an dem Deckel, ist eine gerade Anzahl von Gewinden vorgesehen, wobei die Gewinde mit unterschiedlichem Steigungswinkel abwechselnd vorgesehen sind, so dass mehrere Eingriffstellen für die Gewinde und daher mehrere Stellen, an denen ein Reibeingriff erfolgt, vorhanden sind, weshalb die Befestigung durch Aufschrauben des Deckels auf den offenen Endabschnitt des Behälters verstärkt werden kann.

Wenn in der oben beschriebenen Befestigungsvorrichtung die Gewinde an der Innenwand des Deckels mit den Gewinden, die auf dem offenen Endabschnitt des zylindrischen Behälters ausgebildet sind, in Eingriff gelangen und daran befestigt werden, werden die Gewinde weiter elastisch verformt, wenn der Schraubvorgang des Deckels fortgesetzt wird, so dass sie in einen gegenseitigen reibschlüssigen Eingriff gelangen und aneinander befestigt werden, wobei die innere Oberfläche des Deckels mit der die Öffnung umgebenden Oberfläche in Kontakt gebracht wird, so dass der Deckel in einem abgedichteten Zustand auf den Behälter gehalten werden kann.

Ein Befestigungsverfahren für zwei Komponenten gemäß der Erfindung dient ferner dazu, ein zweite Komponente, die aus einem elastischen Element gebildet ist, das wenigstens einen im Querschnitt vorstehenden Abschnitt besitzt, der einem im Querschnitt vorstehenden Abschnitt einer ersten Komponente gegenüberliegt und mit diesem in Eingriff gelangt bzw. gelangen soll und einen Steigungswinkel besitzt, der von jenem der ersten Komponente verschieden ist, an der ersten Komponente, die wenigstens den im Querschnitt vorstehenden Abschnitt besitzt, der den vorgegebenen Steigungswinkel besitzt, zu befestigen. Die andere Komponente behält eine vorgegebene räumliche Beziehung bei, weshalb die beiden Komponenten bewegt werden, bis die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte einander gegenüberliegen und über eine bestimmte Strecke in gegenseitigem Eingriff sind, wobei die beiden Komponenten weiterbewegt werden, so dass die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte in dem Zustand, in dem sie über eine bestimmte Strecke in gegenseitigem Eingriff sind, elastisch verformt werden, die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte durch die elastische Verformung über eine bestimmte Strecke in einen reibschlüssigen Eingriff gebracht werden und die beiden Komponenten in dem Zustand mit reibschlüssigem Eingriff, in dem die beiden im Querschnitt vorstehenden Abschnitte elastisch verformt sind, fest aneinander angebracht sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlich beim Lesen der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:
1A-1C eine Befestigungsvorrichtung für zwei Komponenten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wobei 1A eine Draufsicht eines gelösten Zustands ist, 1B eine Draufsicht eines Zustandes mit teilweisem Eingriff der beiden Komponenten ist und 1C eine Draufsicht ist, in der die beiden Komponenten aneinander befestigt sind;
2 eine Seitenansicht längs der Linie II-II in 1C;
3 eine Schnittansicht eines Schraubdeckels für einen Behälter oder dergleichen, der ein Druckgussprodukt darstellt, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
4 eine Abwicklung des Gewindeabschnitts des Druckgussprodukts von 3;
5 eine Schnittansicht des Gewindeabschnitts von 4;
6 eine Frontabwicklung einer Öffnung eines Druckguss-Behälters gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;
7 eine Teildraufsicht der Öffnung des Behälters von 6;
8 eine Teilschnittansicht längs einer Mittellinie der Öffnung des Behälters von 6;
9 eine Schnittansicht senkrecht zu der Längsrichtung eines Außengewindes an der Öffnung des Behälters von 6;
10 eine perspektivische Ansicht einer Öffnung eines Druckguss-Behälters und seines Deckels gemäß einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung;
11 eine perspektivische Ansicht eines Deckels, der auf die Öffnung des Behälters von 10 gesetzt werden soll;
12 eine perspektivische Ansicht eines Zustandes des Deckels, in dem er auf die Öffnung des Behälters von 10 aufgesetzt und daran befestigt ist;
13 eine Schnittansicht längs der Linie XIII-XIII auf einer Stufe, auf der der Deckel auf die Öffnung des Behälters von 10 aufgesetzt werden soll; und
14 eine Schnittansicht längs der Linie XIV-XIV in dem Zustand von 12, in dem der Deckel auf der Öffnung des Behälters befestigt wird.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Ausführungsform einer Befestigungsvorrichtung gemäß der Erfindung erläutert. In dieser Ausführungsform der Erfindung werden ein offener Endabschnitt eines als Druck gussprodukt erhaltenen Behälters (bzw. durch Spritzgießen oder Spritzpressen hergestellten Behälters) und ein Deckel, der an dem offenen Endabschnitt durch Aufschrauben befestigt wird, beschrieben; die Befestigungsvorrichtung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, stattdessen beruht die Erfindung lediglich auf dem Eingriff von im Querschnitt vorstehenden Abschnitten mit unterschiedlichen Steigungswinkeln.
Die 1A, 1B, 1C und 2 zeigen eine Befestigungsvorrichtung in einem Fall, in dem eine Komponente 10 mit im Querschnitt vorstehenden Abschnitten 12, 14, 16 und 18 versehen ist und die andere Komponente 20 mit im Querschnitt vorstehenden Abschnitten 22, 24, 26 und 28 versehen ist, wobei der Zweck des Gegenstandes nicht spezifiziert zu werden braucht. Diese beiden Komponenten 10 und 20 sind aus einem elastischen Werkstoff wie etwa aus einem Harz hergestellt. 1A zeigt einen Zustand, in dem die beiden Komponenten 10 und 20 nicht in Eingriff sind, während 1B einen Zustand zeigt, in dem die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte der beiden Komponenten 10 und 20 in einen Zustand bewegt sind, in dem sie in gegenseitigem Eingriff sind, und 1C einen Zustand zeigt, in dem die beiden Komponenten 10 und 20 soweit aufeinander zu bewegt sind, dass die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte in einen Zustand mit gegenseitiger Befestigung gebracht sind. Auf diese Weise werden die Komponenten 10 und 20 an Positionen gehalten, an denen sie sich um vorgegebene Strecken relativ zueinander bewegen können und außer Eingriff gebracht werden können. Was die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 12, 14 sowie 22 und 24 der beiden Komponenten 10 und 20 betrifft, haben die Steigungswinkel der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 24 und 28 an der anderen Komponente 20, die mit den im Querschnitt vorstehenden Abschnitten 14 und 18 mit einem Steigungswinkel von 18,5° der einen Komponente 10 in Eingriff sind, ein Wert von 20°, während die anderen im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 12 und 16 als Abschnitte ausgebildet sind, die wie die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 22, 24, 26 und 28 der anderen Komponente 20 ebenfalls einen Steigungswinkel von 20° besitzen.
Die beiden Komponenten 10 und 20 sind so konstruiert, dass sie aus dem in 1A gezeigten Zustand ohne gegenseitigen Eingriff in den in 1B gezeigten Zustand mit gegenseitigem Eingriff bewegt werden können, wenn die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 12, 14, 16 und 18 und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 22, 24, 26 und 28 in ihren Steigungswinkelrichtungen relativ zueinander gleiten, um ihre vorgegebene räumliche Position aufrechtzuerhalten und in den in 1C gezeigten befestigten Zustand gebracht werden zu können. Dann gleiten die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 12 und 22 sowie 16 und 26, die die gleichen Steigungswinkel besitzen, bis die beiden Komponenten 10 und 20 miteinander kombinieirt sind und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 14 und 24 mit unterschiedlichen Steigungswinkeln in gegenseitigen Eingriff gelangen. Da die beiden Komponenten 10 und 20 so gehalten werden, dass sie durch die Gleitbeziehung der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 12 und 22 mit den gleichen Steigungswinkeln ihre vorgegebene räumliche Position beibehalten, werden die vorstehenden Abschnitte 14 und 24 mit unterschiedlichen Steigungswinkeln gebogen, wenn sie sich gegenseitig elastisch verformen, und gelangen in einen gegenseitigen reibschlüssigen Eingriff, derart, dass der eine in den anderen einsinkt, wodurch die beiden Komponenten 10 und 20 in der dem befestigten Zustand entsprechenden Stellung befestigt werden können, die in der Schnittansicht von 2 gezeigt ist.
Wenn in diesem befestigten Zustand die im Querschnitt vorstehenden Ab schnitte 22 und 26 der anderen Komponente 20 längs der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 12 und 16 der einen Komponente 10 gleiten, damit sich die beiden Komponenten 10 und 20 einander annähern, und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 14 und 18 sowie 24 und 28 mit unterschiedlichen Steigungswinkeln in gegenseitigen Eingriff gelangen und gleiten, bewegen sich die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 24 und 28 der anderen Komponente 20 zu den im Querrschnitt vorstehenden Abschnitten 14 und 18 mit den kleineren Steigungswinkeln der einen Komponente 10 vor, wobei sie sich gegenseitig elastisch verformen, so dass sie fest gegeneinander gepresst werden, um die Schaffung des befestigten Zustands durch einen reibschlüssigen Eingriff zu ermöglichen. Der Eingriffzustand durch elastische Verformung der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte 14 und 28 sowie 24 und 28 kann den befestigten Zustand, der in 2 gezeigt ist, die eine Schnittansicht längs der Linie II-II von 1C ist, erreichen, wobei die verformten Abschnitte 14' und 24' sowie 18' und 28', die durch die dicken Linien dargestellt sind und die Verformung veranschaulichen, in 1C gezeigt sind.
Die Befestigungsvorrichtung für die zwei Komponenten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wie oben beschrieben umfasst einen Deckel 1 mit Innengewinde für einen ein Druckgussprodukt darstellenden Behälter oder dergleichen, wie in den 3 bis 9 gezeigt ist, sowie den das Druckgussprodukt darstellenden Behälter, der mit diesem Deckel 1 verschlossen wird. In dem vorliegenden Beispiel sind Gewinde 3a und 3b mit einem Steigungswinkel von 20° an einem inneren Abschnitt des Deckelkörpers 2 wie bei dem herkömmlichen Behälterdeckel 1 ausgebildet, wie in der Abwicklung von 4 gezeigt ist. Der Deckel 1 wird an dem Behälter 5 mittels der Gewinde 3a und 3b befestigt.
4 ist die Abwicklung des Gewindeabschnitts 3 des Deckels 1 für den Behälter, der in 3 gezeigt ist. Der Gewindeabschnitt 3 besitzt die Gewinde 3a und 3b mit dem Steigungswinkel der einen Art. In diesem Gewindeabschnitt 3 sind die Innengewinde 3a und 3b, die Steigungswinkel von 20° aufweisen, an dem Deckelkörper 2 angeordnet. Gewöhnlich sind auf dem Umfang vier bis acht Innengewinde 3a und 3b ausgebildet.
6 zeigt eine Abwicklung eines Gewindeabschnitts 4 am Behälter 5 mit zwei Arten von Außengewinden 41 und 42 gemäß der Erfindung, die unterschiedliche Steigungswinkel besitzen. In diesem Gewindeabschnitt 4 sind das Außengewinde 41 mit dem Steigungswinkel von 20° und das Außengewinde 42 mit dem Steigungswinkel von 18,5°, der folglich geringfügig anders als der Steigungswinkel des Außengewindes 41 ist, an dem Behälterkörper 5 angeordnet, wie in der Draufsicht der Öffnung des Behälterkörpers 5 in 7, in der Schnittansicht in Längsrichtung des Behälterkörpers 5 von 8 und in der Schnittansicht senkrecht zu der Steigungsrichtung des Gewindes 41 von 9 gezeigt ist. Gewöhnlich sind an dem Umfang vier bis acht dieser Außengewinde 41 und 42 angeordnet. Es ist im Allgemeinen günstig, die Außengewinde 42 mit unterschiedlichen Steigungswinkeln abwechselnd anzuordnen, wenn mehrere Außengewinde 42 vorgesehen sind. Daher können je nach Verwendungszweck vier bis acht oder auch mehr Gewinde, jedoch stets in einer geraden Anzahl, vorgesehen sein.
Der Winkelunterschied zwischen den beiden Steigungswinkeln kann 1 ° bis 2° betragen, der Winkelunterschied innerhalb dieses Bereichs kann jedoch entsprechend dem Verwendungszweck ausgewählt werden. Obwohl in den 3 bis 9 nicht gezeigt, sind zusätzlich zu den auf der Außengewindeseite vorhandenen Gewinden mit unterschiedlichen Steigungswinkeln die Gewinde mit gleichen Steigungswinkeln und mit gleicher Anzahl von Gewindewindungen auf der Außengewindeseite des Behälters oder dergleichen und auf der Innengewindeseite des Deckels oder dergleichen vorgesehen.
Die Beziehung zwischen dem oben beschriebenen Behälter und dem oben beschriebenen Deckel wird nun mit Bezug auf die 10 bis 14 im Beispiel eines Deckels mit kreisförmigem Querschnitt und einer Öffnung eines Behälters erläutert. Hierbei besitzen die gleichen Abschnitte wie die in den 3 bis 9 gezeigten Abschnitte die gleichen Bezugszeichen.
In 10 ist in der Öffnung des zylindrischen Behälterkörpers 5, der aus einem elastischen Werkstoff wie etwa aus einem Harz hergestellt ist, der Gewindeabschnitt 4, der aus mehreren Außengewinden 41 und 42 gebildet ist, an einer äußeren Umfangswand der Öffnung ausgebildet, wobei die Außengewinde 41, die einen Steigungswinkel besitzen, der um einen Betrag im Bereich von 1° bis 2° kleiner ist, abwechselnd vorgesehen sind. Der kappenförmige Deckel 1 besitzt mehrere Innengewinde 3a und 3b, die an seiner inneren Umfangswand ausgebildet sind, wobei die Anzahl der Innengewinde und die jeweiligen Steigungswinkel gleich jenen der Außengewinde 42 auf Seiten des Behälterkörpers 5 sind, so dass er auf die Öffnung dieses Behälterkörpers 5 gesetzt werden kann. Ausgehend von dem Zustand, in dem der Deckel 1 von dem Behälterkörper 5 gelöst ist und der in 10 gezeigt ist, wird der Deckel 1 auf den Behälter geschraubt, bis die Innengewinde 3a des Deckels 1 mit den Außengewinden 41 mit kleineren Steigungswinkeln des Behälterkörpers 5 in Eingriff gelangen, wie in 11 gezeigt ist. Hierbei gleiten die Innengewinde 3a des Deckels 1 zu den Außengewinden 42 des Behälterkörpers 5 längs der Gewindeoberflächen, so dass es möglich ist, diesen Eingriffzustand und dabei die räumliche Beziehung des Deckels 1 und des Behälterkörpers 5 aufrechtzu erhalten. Ein Zustand direkt vor diesem Eingriffzustand ist in 13 gezeigt, die eine Schnittansicht längs der Linie XIII-XIII in 11 ist und in der das Innengewinde 3a nicht mit geneigten Oberflächenabschnitten der Außengewinde 41 und 42 in Eingriff ist, auf der Vorderseite des Innengewindes 3a ist jedoch die Gleitbeziehung auf dem geneigten Oberflächenabschnitt des Außengewindes 42 bereits hergestellt, wobei sich ein Endabschnitt des geneigten Oberflächenabschnitts des Außengewindes 41 in der Stellung direkt vor dem Eingriff befindet.
Wenn der Deckel 1 weiter aufgeschraubt wird, wie in 12 gezeigt ist, gelangt das Innengewinde 3a des Deckels 1 mit dem Endabschnitt der geneigten Oberflächenabschnitte des Außengewindes 41 mit kleinerem Steigungswinkel des Behälterkörpers 5 in Eingriff, woraufhin, wenn sie gebogen und elastisch verformt werden, wenn eine durch den Eingriff hervorgerufene Presspassungsverformung erfolgt, wie durch die schräge Linie in 12 gezeigt ist, die Schraubbewegung durch Drehen fortgesetzt wird, bis der Deckel 1 durch Presspassung an der Öffnung des Behälterkörpers 5 angebracht ist, wodurch der reibschlüssige Eingriff, der einen abgedichteten Zustand zwischen dem Deckel und dem Behälterkörper 5 schafft, erhalten wird. In dem Eingriffzustand ist einer der geneigten Oberflächenabschnitte des Innengewindes 3a des Deckels 1 mittels Presspassung an dem geneigten Oberflächenabschnit des Außengewindes 41 des Behälterkörpers 5 in Eingriff, wie in 14 gezeigt ist, die eine Schnittansicht längs der Linie XIV-XIV von 12 ist. Der andere geneigte Oberflächenabschnitt des Innengewindes 3a ist mit dem geneigten Oberflächenabschnitt des benachbarten Außengewindes 42 in einem Oberflächenkontaktzustand, da die Steigungswinkel gleich sind, wie in 14 gezeigt ist. In einem solchen Presspasszustand der Gewinde wird der starke Druckkontaktzustand erhalten, so dass die Befestigung des Deckels 1 und des Be hälterkörpers 5 erfolgen kann. Hierbei kann eine obere innere Wand des Deckels 1 durch Schrauben in Presskontakt mit der Öffnung des Behälterkörpers 5 gebracht werden, weshalb eine hohe Dichtungsleistung erzielt wird, falls eine solche Dichtung erforderlich ist.
Der Deckel 1, der Behälter 5 oder dergleichen wie oben erläutert können durch Druckguss erhalten werden. Da in einem Druckgussvorgang zu diesem Zweck der Gewindeabschnitt 3 des Deckels 1 auf Seiten des Kerns vorgesehen ist, kann eine schraubenförmig ausgesparte Nut an der Kernoberfläche mit einer NC-Bearbeitungsmaschine oder dergleichen einfach gebildet werden. Da eine Gießform für den Behälter 5 eine Form für einen Blasformprozess oder dergleichen ist, wird eine geteilte Gießform verwendet, weshalb das Produkt ebenfalls einfach gebildet werden kann. Um nach dem Giessen das Produkt auszuwerfen, kann es einfach entnommen werden, da die Gießform geteilt ist, weshalb die Formfreigabe einfach erfolgen kann.
Wie oben beschrieben worden ist, beginnt die Befestigung dann, wenn die Gewinde des Behälters bzw. des Deckels in Eingriff sind und relativ zueinander gedreht werden, durch eine kleine Drehung, da Gewinde mit unterschiedlichen Steigungswinkeln vorhanden sind. Das Befestigungsprinzip ist die Befestigung in einer Keilform, weshalb die Drehkraft des Deckels zu einer Befestigungskraft wird, so dass eine stabile Befestigung ermöglicht wird.
Da die Befestigung durch die elastische Verformung und durch die Reibkraft der Außengewinde und der Innengewinde erfolgt, sind die Außengewinde jeweils stabförmig ausgebildet, während die Innengewinde, die beispielsweise Ringform haben, an optionalen Stellen der Außengewinde befestigt werden können.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde der Deckel des Behälters als Beispiel betrachtet, wenn jedoch eine Befestigung wie oben beschrieben benötigt wird, kann die Erfindung auch auf Industrieprodukte angewendet werden, die präzise bearbeitet werden, etwa verschiedene Arten von elektrischen Haushaltsgeräten, OA-Vorrichtungen, Kameras und Kraftfahrzeuge, wobei nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf allgemeine Haushaltsgegenstände einzuschränken.
Die Erläuterung ist für den Fall gegeben worden, in dem im Querrschnitt vorstehende Abschnitte vorgesehen sind, genauer besitzen die Gewinde zwei unterschiedliche Steigungswinkel; es ist jedoch möglich, die Vorrichtung, die die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte besitzt, mit einer anderen Anzahl unterschiedlicher Steigungswinkel zu verwenden.
Wie aus der bisherigen Erläuterung hervorgeht, besitzt die Befestigungsvorrichtung, die Gewinde verwendet, die die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte bilden und unterschiedliche Steigungswinkel besitzen, die ausgezeichnete Wirkung, die Qualität der Befestigungsvorrichtung zu verbessern, indem sie eine Befestigung mit kleiner Drehkraft ermöglicht und die Befestigungskraft stabil zu erhalten erlaubt.
Da die eine Komponente an der anderen Komponente an einem wahlfreien Ort befestigt werden kann, ist es möglich, die Befestigungsvorrichtung für verschiedene Verwendungszwecke vorzusehen, wobei der Anwendungsbereich ohne weiteres erweitert werden kann, da es sich um ein einfaches Befestigungsverfahren handelt.

Claims

Vorrichtung für die Befestigung von zwei Komponenten, umfassend eine Komponente, die wenigstens zwei im Querschnitt vorstehende Abschnitte besitzt, die jeweils einen vorgegebenen Steigungswinkel besitzen; und eine weitere Komponente, die zu der einen Komponente eine vorgegebene räumliche Beziehung beibehält und wenigstens zwei im Querschnitt vorstehende Abschnitte besitzt, die mit den im Querschnitt vorstehenden Abschnitten der einen Komponente in Eingriff sind oder in Eingriff verbringbar sind, wobei wenigstens einer der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte der weiteren Komponente einen Steigungswinkel besitzt, der von dem Steigungswinkel der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte der einen Komponente verschieden ist, wobei die beiden Komponenten einander angenähert werden können, so dass die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte in gegenseitigen Eingriff gelangen, nachdem sie um eine bestimmte Strecke aufeinander zu bewegt worden sind, und die beiden Komponenten durch einen reibschlüssigen Eingriff der im Querschnitt vorstehenden Abschnitte mit unterschiedlichem Steigungswinkel aneinander befestigt sind.
Befestigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten aus einem elastischen Werkstoff hergestellt sind, wobei die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte der weiteren Komponente dann, wenn sie mit den im Querschnitt vorstehenden Abschnitten der einen Komponente in Eingriff gelangt sind, durch die Bewegung über eine bestimmte Strecke elastisch verformt werden und die Eingriffbeziehung durch den reibschlüssigen Eingriff aufrecht erhalten wird.
Befestigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten ein zylindrischer Behälter mit einem offenen Endabschnitt und ein Deckel für den offenen Endabschnitt sind und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte Windungen eines Außengewindes, das an einer äußeren Umfangswand des offenen Endabschnitts des Behälters ausgebildet ist, und Windungen eines Innengewindes, das an einer inneren Umfangswand des Deckels ausgebildet ist, sind.
Befestigungsvorrichtung für zwei Komponenten nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder der beiden Komponenten Windungen in einer geraden Anzahl vorgesehen sind und die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte, die einen unterschiedlichen Steigungswinkel besitzen, an einer der Komponenten abwechselnd vorgesehen sind.
Befestigungsvorrichtung für zwei Komponenten nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die innere obere Oberfläche des Deckels dann, wenn die Windungen an seiner Innenwand mit den an der Außenseite des offenen Endabschnitts des zylindrischen Behälters ausgebildeten Windungen in Eingriff und daran befestigt sind, mit einer die Öffnung des offenen Endabschnitts umgebenden Oberfläche in Kontakt gebracht und daran befestigt wird.
Verfahren für die Befestigung von zwei Komponenten, bei dem eine zweite Komponente, die aus einem elastischen Element gebildet ist und wenigstens einen im Querschnitt vorstehenden Abschnitt besitzt, der sich gegenüber einem im Querschnitt vorstehenden Abschnitt einer ersten Komponente befindet, mit diesem in Eingriff gelangen soll und einen anderen Steigungs winkel als der im Querschnitt vorstehende Abschnitt der ersten Komponente besitzt, an der ersten Komponente, die wenigstens den im Querschnitt vorstehenden Abschnitt mit dem vorgegebenen Steigungswinkel besitzt, befestigt wird, indem eine vorgegebene räumliche Beziehung aufrechterhalten wird, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Bewegen der beiden Komponenten in der Weise, dass sie sich einander annähern, bis die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte über eine bestimmte Strecke in Eingriff sind; Weiterbewegen der Komponenten, so dass die im Querschnitt vorstehenden Abschnitte elastisch verformt werden, nachdem sie in gegenseitigen Eingriff gelangt sind; Herstellen eines reibschlüssigen Eingriffs der im Querschnit vorstehenden Abschnitte durch die elastische Verformung; und Befestigen der beiden Komponenten aneinander.