DE102006046631A1 - Screw cap with annular grove e.g. for oil pipes or containers, made from metallic material has external thread containing cylindrical plate and in which centrally from top of plate in direction of shaft, hole is provided - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verschlussschraube aus metallischem Werkstoff, insbesondere für eine Flüssigkeitsleitung oder einen Flüssigkeitsbehälter, vorzugsweise für eine Ölleitung oder einen Ölbehälter, mit einem ein Außengewinde enthaltenden zylindrischen Schaft an einer Firstplatte, in welcher zentrisch ein sich von der Oberseite der Firstplatte in Richtung des Schaftes erstreckendes Sackloch als Aufnahmeorgan mit, beispielsweise sechseckig, konturiertem Querschnitt für ein Werkzeug, beispielsweise einen Inbusschlüssel, vorgesehen ist, wobei der Schaft als mit dem Außengewinde versehener Rohrstumpf ausgebildet ist sowie von der Stirnfläche des Schaftes ein zum Sackloch der Firstplatte koaxiales Sackloch ausgeht. Zudem erfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Verschlussschraube.The Invention relates to a locking screw made of metallic material, especially for one liquid line or a liquid container, preferably for an oil pipe or an oil container, with one external thread containing cylindrical shaft on a ridge plate, in which centric extending from the top of the ridge plate in the direction of the shaft extending blind hole as a receiving member with, for example, hexagonal, contoured cross section for a tool, such as an Allen key is provided, wherein the shaft as with the external thread provided stump pipe is formed and from the end face of the shaft one for blind hole of the ridge plate coaxial blind hole emanates. moreover the invention covers a method for producing such Screw.
Aus
der
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekannte Verschlussschraube und das Verfahren zu ihrer Herstellung derart weiterzubilden, dass etwaige Dichtungsprobleme vermieden werden. Insbesondere sollen die Verschlussschraube und das Verfahren zu ihrer Herstellung derart ausgestaltet sein, dass sich die Verschlussschraube in großen Stückzahlen, kosteneffektiv herstellen lässt.Of the Invention is therefore the object of the known screw plug and further develop the process for their manufacture such that any sealing problems are avoided. In particular, should the locking screw and the method for their preparation in such a way be designed so that the screw plug in large numbers, cost-effectively produced.
Diese Aufgabe wird mit einer Verschlussschraube mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, insbesondere dadurch, dass in die der Oberseite der Firstplatte gegenüberliegende kreisförmige Unterseite der Firstplatte eine koaxiale Ringnut eingebracht ist, die radial außen von einer umlaufenden Ringwand begrenzt ist. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar sein.These Task is completed with a locking screw with the features of Claim 1 solved, in particular in that in the top of the ridge plate opposing circular Bottom of ridge plate is introduced a coaxial annular groove, the radially outside is bounded by a circumferential annular wall. For specified value ranges are also within the limits mentioned values as limits disclosed and be used as desired.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Verschlussschraube derart auszubilden, dass eine auf der ringförmigen Unterseite der Firstplatte anzuordnende ringförmige Dichtung im montierten Zustand der Verschlussschraube definiert gepresst ist, um eine optimale Dichtwirkung zu erzielen und eine Beschädigung oder Zerstörung der Ringdichtung zu vermeiden. Hierzu ist gemäß der Erfindung eine Ringnut vorgesehen, die sich auf der Unterseite der Firstplatte befindet. Randseitig, d.h. radial außen, wird die Ringnut von einer umlaufenden Ringwand bzw. einem umlaufenden Ringwulst begrenzt. Dieser bildet vorzugsweise die radial äußere Begrenzung der Unterseite der Firstplatte. Die Ringwand bildet gleichzeitig eine in axialer Richtung hervorstehende Auflagefläche bzw. einen Anschlag für einen mit der Ver schlussschraube verschließenden Gegenstand, insbesondere eine Ölleitung oder einen Ölbehälter. Da die Dichtung bevorzugt in der Ringnut aufgenommen ist und die Verschlussschraube maximal in axialer Richtung bis zum Anliegen der Ringwand an dem zu verschließenden Gegenstand in ein entsprechendes Innengewinde des zu verschließenden Gegenstandes eingeschraubt werden kann, wird die Ringdichtung innerhalb der Ringnut definiert gepresst. Insbesondere bildet die radial äußere Ringnutseite ein seitliches Widerlager für die Ringdichtung, so dass ein undefiniertes radiales Aufweiten der Ringdichtung vermieden wird.Of the Invention is based on the idea, the screw plug such form, that to be arranged on the annular underside of the ridge plate annular Seal defined in the assembled state of the screw plug is pressed to achieve optimum sealing effect and a damage or destruction to avoid the ring seal. For this purpose, according to the invention, an annular groove provided, which is located on the underside of the ridge plate. Edge side, i. radially outside, becomes the annular groove of a circumferential annular wall or a circumferential Limited annular ring. This preferably forms the radially outer boundary of the Bottom of ridge plate. The ring wall also forms one in the axial direction protruding support surface or a stop for a with the closure screw occlusive object, in particular an oil line or an oil container. There the seal is preferably received in the annular groove and the locking screw maximum in the axial direction to the concern of the annular wall to the occlusive Object in a corresponding internal thread of the object to be closed can be screwed, the ring seal is within the annular groove defined pressed. In particular, the radially outer annular groove side forms lateral abutment for the ring seal, so that an undefined radial expansion of the Ring seal is avoided.
Die erfindungsgemäße Schraube kann jedoch auch mit Vorteil ohne eine zusätzliche Dichtung eingesetzt werden. Durch das Vorsehen der Ringnut wird ein Gewindefreischnitt realisiert, aufgrund dessen die Schraube axial bis zur Anlage der Firstplatte bzw. der Ringwand an einen Behälter oder eine Leitung eingeschraubt werden kann.The screw according to the invention However, it can also be used advantageously without an additional seal become. By providing the annular groove is a Gewindefreischnitt realized, due to which the screw axially until the plant Ridge plate or the ring wall screwed to a container or a pipe can be.
Ferner wird durch die erfindungsgemäße Schraube eine Gewichtseinsparung realisiert.Further is due to the screw according to the invention realized a weight saving.
Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Verschlussschraube sind in den Unteransprüchen angegeben.advantageous Further developments of the closure screw according to the invention are in the subclaims specified.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Auflagefläche der Ringwand, mit der die Verschlussschraube auf der Oberseite des zu verschließenden Gegenstandes anliegt, parallel zur Oberseite der Firstplatte und parallel zur Stirnseite des Schaftes angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine möglichst große Anlagefläche an dem zu verschließenden Gegenstand geschaffen, woraus auch eine große Haftkraft zwischen Auflagefläche und zu verschließendem Gegenstand resultiert. Die zur Oberseite der Firstplatte parallele Ausbildung der Auflagefläche hat zudem den Vorteil, dass eine für einige Anwendungen ausreichende Dichtwirkung auch ohne das Vorsehen einer Ringdichtung innerhalb der Ringnut erzielt werden kann, insbesondere dann, wenn sich das Material der Verschlussschraube (z.B. MnB4 Messing) und das Material des abzudichtenden Gegenstandes (z.B. Stahl) in ihrer Härte unterscheiden.According to a preferred embodiment it is provided that the support surface of the annular wall, with which the closure screw rests on the top of the object to be closed, is arranged parallel to the top of the ridge plate and parallel to the end face of the shaft. In this way, the largest possible contact surface is created on the object to be closed, resulting in a large adhesive force between the bearing surface and zuschließenden object results. The parallel to the top of the ridge plate training the support surface also has the advantage that sufficient for some applications sealing effect can be achieved without the provision of a ring seal within the annular groove, especially if the material of the screw plug (eg MnB 4 brass) and differentiate the material of the object to be sealed (eg steel) in their hardness.
In Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Symmetrieachse der Ringnut nicht parallel zur Schraubenlängsachse verläuft, sondern mit dieser einen Winkel von vorzugsweise etwa 35° einschließt. Hieraus resultiert eine schräge Anordnung der Ringnut. Die einander gegenüberliegenden Ringnutseiten sind demnach ebenfalls bevorzugterweise nicht parallel zur Schraubenlängsachse angeordnet. Durch die schräge Anordnung der Ringnut ist eine in diese eingelegte Ringdichtung bestrebt, immer dieselbe, definierte Position einzunehmen.In Development of the invention is provided with advantage that the Symmetry axis of the annular groove not parallel to the screw longitudinal axis runs, but with this an angle of preferably about 35 ° includes. From this results in an oblique Arrangement of the annular groove. The opposite Ringnutseiten are therefore also preferably not parallel to the screw longitudinal axis arranged. By the oblique Arrangement of the annular groove is inserted in this ring seal strives to always occupy the same, defined position.
Bevorzugt verlaufen die Ringnutseiten nicht parallel zueinander, sondern der Nutquerschnitt verjüngt sich konisch in Richtung Ringnutgrund. Letzterer ist bevorzugt nicht spitzwinkelig, sondern stattdessen gerundet ausgeformt. Insbesondere ist der Ringnutquerschnitt zumindest näherungsweise parabelförmig. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsform der Erfindung spannt die ringförmige Auflagefläche mit der an sie angrenzenden oberen Ringnutseite einen Winkel von etwa 165° auf. Die der oberen Ringnutseite gegenüberliegende untere Ringnutseite spannt bevorzugt mit der Außenfläche des Schaftes vorzugsweise etwa einen Winkel von 145° auf. Hieraus resultiert ein Winkel zwischen der Symmetrieachse der Ringnut und jeder der gegenüberliegenden Ringnutseiten von etwa 20°. Die Ringnut erstreckt sich demnach schräg in die Firstplatte hinein, nämlich nach oben in Richtung der Firstplatte sowie nach radial innen.Prefers The Ringnutseiten not parallel to each other, but the Grooved cross section tapers conically towards the ring groove bottom. The latter is preferably not acute-angled, but instead formed rounded. Especially the annular groove cross-section is at least approximately parabolic. According to one preferred embodiment the invention biases the annular bearing surface with the adjoining upper Ringnutseite an angle of about 165 °. The upper ring groove side opposite lower Ringnutseite spans preferred with the outer surface of the Shank preferably about an angle of 145 °. This results in a Angle between the axis of symmetry of the annular groove and each of the opposite Ringnutseiten of about 20 °. The annular groove thus extends obliquely into the ridge plate, namely after above in the direction of the ridge plate and radially inward.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ringnut im Übergangsbereich zwischen der Anlagefläche und der ortogonal hierzu verlaufenden Außenfläche des Schaftes angeordnet ist. Mit anderen Worten, ist mit Vorteil vorgesehen, dass die untere Ringnutseite in die Außenfläche des Schaftes und die obere Ringnutseite in die Auflagefläche übergeht. Aufgrund der schrägen Anordnung der Ringnut im Übergangsbereich zwischen der Auflagefläche der Ringwand und der Außenfläche des Schaftes wirkt eine in der Ringnut aufgenommene Ringdichtung, insbesondere ein O-Ring, nicht nur in axialer, sondern auch in radialer Richtung dichtend. Die Ringdichtung wird nämlich nicht nur in axialer, sondern auch in radialer Richtung an den abzudichtenden Gegenstand angedrückt, insbesondere dann, wenn die Außenfläche des Schaftes den, vorzugsweise gerundeten, Nutgrund in radialer Richtung überragt.According to one advantageous development of the invention is provided that the Ring groove in the transition area between the contact surface and the ortogonal thereto extending outer surface of the shaft arranged is. In other words, it is provided with advantage that the lower Ringnutseite in the outer surface of the Shank and the upper Ringnutseite merges into the support surface. Due to the oblique arrangement the annular groove in the transition area between the support surface the annular wall and the outer surface of the Shank acts a recorded in the annular groove ring seal, in particular an O-ring, not only in the axial but also in the radial direction sealing. The ring seal is not only in axial, but also in the radial direction of the sealed object pressed, especially if the outer surface of the Shaft the, preferably rounded, groove bottom projects beyond in the radial direction.
Ferner betrifft die Erfindung eine Anordnung aus einer Verstellschraube mit einer in die Unterseite der Firstplatte eingebrachten Ringnut mit eingelegter Ringdichtung, insbesondere O-Ring. Bevorzugt überragt die Ringdichtung im unmontierten Zustand der Verschlussschraube die Auflagefläche der Verschlussschraube in axialer Richtung sowie die Außenfläche des Schaftes in radialer Richtung. Somit kann eine Pressung der Dichtung in axialer sowie in radialer Richtung im montierten Zustand der Verschlussschraube realisiert werden.Further the invention relates to an arrangement of an adjusting screw with an introduced into the bottom of the ridge plate annular groove with inserted ring seal, in particular O-ring. Preferably surmounted the ring seal in the unassembled state of the screw plug the bearing surface the locking screw in the axial direction and the outer surface of the Shank in the radial direction. Thus, a pressure of the seal in the axial and in the radial direction in the assembled state of the Closing screw can be realized.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zum Herstellen der Verschlussschraube gelöst, wobei erfindungsgemäß ein Rohling mit einem an eine Firstplatte angeformt anschließenden zylindrischen Rohrstumpf und einer Ringnut in der Unterseite der Firstplatte erzeugt wird, wobei der Innendurchmesser und der Außendurchmesser des Rohrstumpfes kürzer geformt werden als die entsprechenden Durchmesser der Verschlussschraube und das nach der Erzeugung des Rohrstumpfes und der Ringnut der Rohrstumpf des Rohlings unter Erzeugung von Druck auf die innere Wandfläche von dessen Sackloch aufgeweitet wird.The The problem underlying the invention is also achieved by a method solved for producing the locking screw, according to the invention a blank with a cylindrical pipe stump molded onto a ridge plate and an annular groove is produced in the underside of the ridge plate, wherein the inner diameter and the outer diameter of the pipe stump shorter be formed as the corresponding diameter of the screw plug and that after the production of the pipe stub and the annular groove of Pipe stump of the blank under pressure on the inner wall surface of whose blind hole is widened.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt der Gedanke zugrunde, ein Verfahren zu realisieren, mittels dem die Verschlussschraube ausschließlich durch Pressvorgänge, d.h. Pressformverfahren, erzeugbar ist. Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die erfindungsgemäße Verschlussschraube mit einer minimalen Anzahl von Verfahrensschritten herzustellen. Dadurch, dass sämtliche Verfahrensschritte durch Pressformen realisierbar sind, können wesentlich größere Radien realisiert werden, als dies bei einer spanenden Bearbeitung, bei der noch dazu Metallabfälle anfallen würden, möglich wäre. Ein wesentlicher Erfindungsgedanke ist es, dass der Verschlussschraubenschaft erst in seine endgültige Form gebracht wird, nachdem die Ringnut in die Unterseite der Firstplatte eingebracht wurde. Bevorzugt wird ein Rohling aus einem Rohstück mit einer Firstplatte und einem daran angeformten Vollmaterialschaft erzeugt, indem in der Unterseite der Firstplatte dieses Rohstücks eine Ringnut und aus dem Vollmaterialschaft ein Rohrstumpf mit einem Sackloch erzeugt wird, wobei der Innendurchmesser des Sackloches kürzer ist als der Innendurchmesser des entsprechenden Sackloches der fertigen Verschlussschraube.the inventive method the idea is to realize a method by means of the closure screw is driven exclusively by pressing operations, i. Press molding process, can be produced. Due to the method of the invention Is it possible, the locking screw according to the invention to produce with a minimum number of process steps. In that all Process steps can be realized by pressing, can significantly realized larger radii when doing so in a machining, in addition to that metal waste would arise possible would. One essential idea of the invention is that the locking screw shaft only in his final Form is brought after the annular groove in the bottom of ridge plate was introduced. Preference is given to a blank of a blank with a Ridge plate and a solid material shaft formed thereon, by an annular groove in the underside of the ridge plate of this blank and from the Vollmaterialschaft a pipe stump with a blind hole is generated, wherein the inner diameter of the blind hole is shorter as the inner diameter of the corresponding blind hole of the finished Screw.
Bevorzugt erfolgt sowohl die Ausbildung des Rohrstumpfes als auch die Einbringung der Ringnut durch plastisches Verformen des Rohstückes mittels mindestens eines Presswerkzeuges. Bevorzugt erfolgt das Einbringen der Ringnut und des Sackloches gleichzeitig, insbesondere mit dem selben Werkzeug, wodurch ein ganzer Verfahrensschritt (separates Prägen der Ringnut oder separates Prägen des Schaftes) eingespart werden kann. Es kann jedoch, insbesondere zur Werkzeugauslegung, von Vorteil sein, die Ringnut und das Sackloch in separaten Verfahrensschritten einzubringen. Wesentlich ist, dass erst nachdem die Ringnut in die Unterseite der Firstplatte des Rohstückes eingebracht wurde, der Rohrstumpf des dann fertigen Rohlings, bestehend aus Firstplatte mit Ringnut sowie Rohrstumpf, auf die endgültige Größe, vorzugsweise in einem Pressvorgang, insbesondere unter dem Einsatz eines Druckstempels aufgeweitet wird.Preferably, both the formation of the pipe stub and the introduction of the annular groove by plastic deformation of the blank by means of at least one pressing tool. Preferably, the introduction of the annular groove and the blind hole takes place simultaneously, in particular with the same tool, whereby a whole process step (separate embossing of the annular groove or separate embossing of the shank) can be saved. However, it may be advantageous, in particular for tool design, to introduce the annular groove and the blind hole in separate process steps. It is essential that only after the annular groove has been introduced into the underside of the ridge plate of the blank, the pipe stump of the then finished blank, consisting of ridge plate with annular groove and pipe stump on the final size, preferably expanded in a pressing operation, in particular with the use of a plunger.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann eine Verstellschraube erhalten werden, bei der die Außenfläche des Schaftes den Ringnutgrund in radialer Richtung überragt, d.h. bei der die Außenfläche in radialer Richtung, d.h. bei der die Außenfläche in radialer Richtung weiter außen angeordnet ist als zumindest ein Abschnitt des Ringnutgrundes. Eine spanende Herstellung einer derartig angeordneten Ringnut wäre, wenn überhaupt realisierbar, äußerst aufwändig; zudem könnten die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einfach realisierbaren großen Radien nicht oder nur äußerst schwer verwirklicht werden.By the inventive method can an adjusting screw can be obtained, wherein the outer surface of the Stem dominates the Ringnutgrund in the radial direction, i. when the outer surface in radial Direction, i. when the outer surface in radial Direction farther out is arranged as at least a portion of the Ringnutgrundes. A cutting Making such an arranged annular groove would be, if any feasible, extremely expensive; moreover could with the method according to the invention easily realizable large radii not or only extremely difficult be realized.
In Ausgestaltung des Verfahrens ist mit Vorteil vorgesehen, dass die Ringnut in der Unterseite der Firstplatte des Rohlings in ihrer Form und/oder Lage noch nicht der endgültigen Ausgestaltung der Ringnut der Verschlussschraube ent spricht. Bevorzugt erfolgt die endgültige Formgebung durch den Aufweitungsschritt des Rohrstumpfes des Rohlings. Bei diesem Aufweiteschritt wird insbesondere die untere Ringnutseite verformt, welche bevorzugt in die Außenfläche des Schaftes der fertigen Verschlussschraube übergeht.In Embodiment of the method is provided with advantage that the Ring groove in the bottom of the ridge plate of the blank in her Shape and / or position not yet the final design of the annular groove the screw plug speaks accordingly. Preferably, the final shaping takes place by the expansion step of the tube stump of the blank. at this Aufweiteschritt particular the lower Ringnutseite deformed, which preferably in the outer surface of the shaft of the finished Closing screw goes over.
Es ist jedoch auch denkbar, die Ringnut mit ausreichendem radialem Abstand zu dem Rohrstumpf des Rohlings anzuordnen, so dass die Ausformung der Ringnut durch den Aufweiteprozess nicht beeinflusst wird. Bei einer derartigen Verfahrensweise kann jedoch keine Ringnut erhalten werden, die zumindest abschnittsweise in radialer Richtung von der Außenfläche des Schaftes der Verschlussschraube überragt wird.It However, it is also conceivable, the annular groove with sufficient radial Distance to the pipe stub of the blank to arrange, so that the shaping the annular groove is not affected by the expansion process. at However, such a procedure can not obtain an annular groove be at least partially in the radial direction of the Outside surface of the Shaft of the screw protrudes becomes.
Bevorzugt wird ein auf der Außenfläche des Schaftes vorgesehenes Außengewinde ausschließlich durch einen Pressvorgang eingebracht, beispielsweise indem die Außenfläche des Rohrstumpfes bei dessen Aufweitung gegen eine sie umgebende Formfläche mit Gewinde negativ gepresst wird.Prefers becomes one on the outer surface of the shaft provided external thread exclusively introduced by a pressing process, for example by the outer surface of the Pipe stump at its expansion against a surrounding mold surface with Thread is pressed negatively.
Selbstverständlich liegt es auch im Rahmen der Erfindung, das Gewinde durch einen separaten Gewinderollvorgang einzubringen.Of course it lies it also in the context of the invention, the thread through a separate thread rolling process contribute.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt inFurther Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of a preferred embodiment as well as from the drawing; this shows in
In den Figuren sind gleiche Bauteile und Bauteile mit gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures are the same components and components with the same function marked with the same reference numerals.
Eine
Verschlussschraube
In
den Rohrstumpf
Ein
derartiger Fasenrand umgibt den Rohrrand
Von
der Oberseite
In
die der Oberseite
Die
Ringnut
Der
Winkel δ zwischen
der Außenfläche
Wie
aus
Als
Zwischenschritt bei der Herstellung der Verschlussschraube
Neben
dem Sackloch
Ferner
umfasst der Rohling
Zur
Fertigung der Verschlussschraube
Bei
der Aufweitung des Rohrstumpfes
In
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