DE102006052379A1 - Screw for tightening cable and pipe, has screw head which is formed by cap, divided into screw head section and target breaking section by circular groove, where screw head section is connected with shaft by fastening unit - Google Patents

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Abstract

The screw has a shaft (1) with threads and a screw head that is formed by a cap (2), where the screw head is divided into a screw head section (5) and a target breaking section (4) by a circular groove (3). The head section is connected with the shaft by a fastening unit, and the breaking section overlaps the shaft. The circular groove runs on the height of a front surface of the shaft, where the head and the breaking sections have same outer contour. The head section has an inner contour, which corresponds to an outer contour of the shaft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraube mit einem mit Gewinde versehenen Schaft und mit einem Schraubenkopf. Dabei ist der Begriff „Schraube" so zu verstehen, das hierunter auch Gewindespindeln fallen, die eine Gewindestange beträchtlicher Länge haben.The The invention relates to a screw with a threaded Shank and with a screw head. The term "screw" should be understood as meaning this also includes threaded spindles that a threaded rod considerable Have length.

Es gibt viele Anwendungsfälle, bei denen eine Schraube genau mit einem vorbestimmten Drehmoment angezogen werden muss. Ein typisches Beispiel hierfür ist eine Mehrsparteneinführung von Kabeln und Rohren in ein Gebäude, bei der sichergestellt werden muss, das kein Wasser durch die Kernlochbohrung der Wand ins Innere des Gebäudes gelangen kann. Hierzu können verschiedene Ringdichtungen um die Kernlochbohrung und/oder um Schutzrohre, durch die die Kabel und Rohre verlaufen, angeordnet werden, die durch Anziehen von Schrauben und/oder Gewindespindeln zusammengepresst werden. Wenn das von den Schrauben aufgebrachte Drehmoment zu groß ist, können die Ringdichtungen beschädigt werden. Wird das vorgegebene Drehmoment unterschritten, wird hingegen die angestrebte Wasserdichtigkeit nicht erreicht.It are many use cases, where a screw exactly with a predetermined torque must be attracted. A typical example of this is a Multi-branch introduction of Cables and pipes in a building, in which it must be ensured that no water through the core hole enter the wall inside the building can. You can do this various ring seals around the core hole and / or around protective tubes, through which the cables and pipes run, can be arranged, the tightened by tightening screws and / or threaded spindles become. If the torque applied by the screws is too large, the Ring seals damaged become. If the specified torque is exceeded, on the other hand the desired waterproofness is not achieved.

Es sind bereits Schrauben bekannt, an deren Schaft ein Schraubenkopf aus Kunststoff angespritzt ist, der bei Erreichen eines maximalen Drehmoments abreißt. Das Anspritzen des Kunststoffschraubenkopfs ist vor allem dann mit erheblichen Werkzeugkosten verbunden, wenn der Schaft der Schraube eine beträchtliche Länge hat, wie dies zum Beispiel bei einer Gewindespindel der Fall ist.It Screws are already known, at their shank a screw head molded from plastic, which when reaching a maximum Torque breaks off. The injection molding of the plastic screw head is especially then with associated with significant tooling costs when the shank of the screw a considerable Has length, as is the case for example with a threaded spindle.

Es ist auch bekannt, auf den einstückig an dem Gewindeschaft angeformten Schraubenkopf eine Sollbruchkappe aus Kunststoff aufzusetzen, die nur ein vorgegebenes maximales Drehmoment auf die Schraube aufbringen kann. Da aber die Festigkeit des Kunststoffs Schwankungen unterworfen ist, lässt sich hierdurch nicht das gewünschte maximale Drehmoment mit der erforderlichen Genauigkeit vorgeben. Außerdem kann die Kunststoffkappe, die auf den Schraubenkopf aufgesetzt ist, beim Aufbringen des Drehmoments von dem Schraubenkopf abspringen und dabei unbrauchbar werden.It is also known on the one piece formed on the threaded shaft screw head a predetermined breaking cap made of plastic, the only a given maximum torque can apply to the screw. But because the strength of the plastic Is subject to fluctuations not the desired specify maximum torque with the required accuracy. Furthermore can the plastic cap, which is placed on the screw head, jump off the screw head when applying the torque and become useless.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraube anzugeben, bei der sich das maximal aufbringbare Drehmoment mit großer Genauigkeit festlegen läßt und die auch bei größerer Länge ihres Schaftes verhältnismäßig billig herstellbar ist.Of the present invention is based on the object, a screw specify at which the maximum applicable torque with great accuracy can set and the even with greater length of her Shank relatively cheap can be produced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by the Characteristics of claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.advantageous Embodiments of the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung sieht vor, das der Schraubenkopf durch eine Kappe gebildet ist, die durch eine umlaufende Nut in einen Schraubenkopfabschnitt, der durch Befestigungsmittel mit dem Schaft verbunden ist, und einen Sollbruchabschnitt unterteilt ist. Das heißt, das der Schaft und die Kappe in einem Ausgangszustand zunächst zwei getrennte Bauteile sind, die durch Befestigungsmittel miteinander verbunden werden. Dabei besteht die Kappe ebenso wie der Schaft bevorzugt aus Metall, vorzugsweise aus Stahl.The Invention provides that the screw head formed by a cap is, by a circumferential groove in a screw head section, the is connected by fastening means to the shaft, and a Partial breaking section is divided. That is, the shaft and the Cap in an initial state are initially two separate components, which are connected by fastening means. there the cap as well as the shaft is preferably made of metal, preferably from steel.

Die am Boden der umlaufenden Nut verbleibende Wanddicke der Kappe legt zuverlässig das maximal aufbringbare Drehmoment fest, bei dessen Überschreiten der Sollbruchabschnitt abreißt. Somit ist bei der erfindungsgemäßen Schraube ein bestimmtes maximales Drehmoment und damit eine bestimmte Anpresskraft gewährleistet, wenn die Schraube an ihrem Sollbruchabschnitt so fest angezogen wird, daß dieser Sollbruchabschnitt abreißt.The at the bottom of the circumferential groove remaining wall thickness of the cap sets reliable the maximum applicable torque, if exceeded the predetermined breaking section breaks off. Thus, in the screw according to the invention a certain maximum torque and thus a certain contact pressure guaranteed when the screw is tightened so tightly at its fractured section will that be this Break off predetermined breaking section.

In weiteren Einzelheiten wird vorgeschlagen, das der Sollbruchabschnitt den Schaft überragt, wobei die umlaufende Nut im wesentlichen auf der Höhe der zugehörigen Stirnfläche des Schaftes verlaufen kann.In Further details are proposed, the predetermined breaking section towering over the shaft, wherein the circumferential groove substantially at the level of the associated end face of the Shank can run.

Weiter wird vorgeschlagen, das der Schraubenkopfabschnitt und der Sollbruchabschnitt dieselbe Außenkontur haben. In einer bevorzugten Ausführungsform hat diese Außenkontur die Form eines Sechsecks.Further It is proposed that the screw head portion and the predetermined breaking section same outer contour to have. In a preferred embodiment has this outer contour the shape of a hexagon.

Dieselbe Außenkontur der beiden Abschnitte der Kappe ermöglicht es, daß nach dem Abreißen des Sollbruchabschnitts die Schraube bei Bedarf mit demselben Werkzeug gelöst und grundsätzlich auch wieder angezogen werden kann, wobei bei letzterem allerdings kein genaues Drehmoment mehr aufbringbar ist.the same outer contour the two sections of the cap allows after the Tearing off the Rupture section the screw if necessary with the same tool solved and basically can be tightened again, but in the latter case no exact torque is more applicable.

Weiter wird vorgeschlagen, das der Schraubenkopfabschnitt eine Innenkontur hat, die wenigstens über einen axialen Bereich mit der Außenkontur des Schaftes übereinstimmt. Im Bereich der Sollbruchnut sollte jedoch ein Spalt zwischen dem Schraubenkopfabschnitt und dem Schaft verbleiben, um die Abreißfestigkeit der Kappe nicht zu beeinflussen.Further It is proposed that the screw head portion an inner contour has that at least over an axial region coincides with the outer contour of the shaft. In the area of the predetermined breaking groove, however, a gap should be created between the screw head section and the shaft remain, so as not to reduce the tear resistance of the cap to influence.

Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung hat der Schraubenkopfabschnitt eine kreiszylindrische Innenkontur mit einem Durchmesser, der im wesentlichen mit dem Außendurchmesser des kreiszylindrischen Schaftes übereinstimmt.To Another proposal of the invention has the screw head portion a circular cylindrical inner contour with a diameter substantially with the outside diameter of the circular cylindrical shaft coincides.

Es kann aber auch vorgesehen sein, das die Innenkontur des Schraubenkopfabschnitts und die Außenkontur des Schaftes in dessen Kontaktbereich mit dem Schraubenkopfabschnitt keine kreiszylindrische Form haben. Dabei kann beispielsweise eine quadratische Querschnittsform vorgesehen sein, oder eine Kreiszylinderform kann an einer oder beispielsweise zwei Seiten abgeflacht sein, so daß der Schraubenkopfabschnitt und der Schaft nicht gegeneinander drehbar sind.But it can also be provided that the Inner contour of the screw head portion and the outer contour of the shaft in the contact region with the screw head portion have no circular cylindrical shape. In this case, for example, a square cross-sectional shape may be provided, or a circular cylindrical shape may be flattened at one or, for example, two sides, so that the screw head portion and the shaft are not mutually rotatable.

Mit großem Vorteil ist vorgesehen, das der Schraubenkopfabschnitt wenigstens eine durch seine Wand hindurchgehende Aussparung aufweißt, in die das Befestigungsmittel eingebracht ist, durch das der Schraubenkopfabschnitt fest mit dem Schaft verbunden ist. Bei der wenigstens einen Aussparung kann es sich um wenigstens eine eingefräste Kerbe handeln, die vorzugsweise eine V-Querschnittsform hat. Es kann auch wenigstens eine Durchgangsbohrung durch den Schraubenkopfabschnitt gebohrt sein. Weitere Formen von Aussparungen, die durch die Wand des Schraubenkopfabschnitts hindurchgehen und einen kleinen Bereich des Schaftes freilegen, liegen im Rahmen der Erfindung.With great Advantage is provided that the screw head section at least a recess passing through its wall, in which the fastening means is introduced, through which the screw head section firmly connected to the shaft. In the at least one recess can it is at least one milled notch, preferably has a V-sectional shape. It can also be at least one through hole through the screw head portion be bored. Other forms of recesses through the wall of the screw head section and a small area expose the shaft are within the scope of the invention.

Wenn – wie dies bevorzugt ist – der Schaft und die Kappe aus einem schweißbaren Material wie Stahl bestehen, ist bevorzugt, daß das Befestigungsmittel eine Schweißnaht oder ein Schweißpunkt (oder mehrere Schweißnähte oder mehrere Schweißpunkte) ist. Hierdurch kann eine sehr stabile Verbindung zwischen der Kappe und dem Schaft geschaffen werden, so daß das aufgebrachte Drehmoment sicher von dem Schraubenkopfabschnitt auf den Schaft übertragen wird, auch wenn diese beiden Teile eine kreiszylindrische Innenkontur haben (und damit ohne Befestigungsmittel relativ zueinander drehbar sind).If - like this preferred is - the Stem and the cap are made of a weldable material such as steel, it is preferred that the Fastener a weld or a spot weld (or multiple welds or several spot welds) is. This allows a very stable connection between the cap and the shaft are created so that the applied torque safely transmitted from the screw head portion on the shaft is, even if these two parts have a circular cylindrical inner contour have (and thus rotatable relative to each other without fasteners are).

Es kommen aber auch andere Befestigungsmittel wie beispielsweise Klebemittel in betracht, was insbesondere dann zur Verbindung zwischen dem Schraubenkopfabschnitt und dem Schaft ausreicht, wenn das aufgebrachte Drehmoment nicht durch diese Mittel übertragen wird, weil die Innenkontur des Schraubenkopfabschnitts und die Außenkontur des Schaftes keine kreiszylindrische Form haben. In diesem Fall ist nur eine Befestigung gegen axiale Verschiebung der beiden Teile erforderlich.It but also come other fasteners such as adhesives considering, in particular, the connection between the screw head section and the shank is sufficient if the applied torque is not transmitted by these means is because the inner contour of the screw head portion and the outer contour of the shaft have no circular cylindrical shape. In this case is only a fixture against axial displacement of the two parts required.

Dadurch, das die wenigstens eine Aussparung in der Wand des Schraubenkopfabschnitts von der freien Randkante des Schraubenkopfabschnitts beabstandet ist, wie dies mit großem Vorteil vorgeschlagen wird, ist gewährleistet, das diese freie Randkante durch das Befestigungsmittel, beispielsweise die Schweißnaht nicht in der Weise beeinträchtigt wird, das diese untere Randkante Unebenheiten aufweißt. Dies ist im Hinblick darauf, das ein bestimmtes Drehmoment aufgebracht und ein genau vorgegebener Anpressdruck hervorgerufen werden soll, von der großer Wichtigkeit.Thereby, that is the at least one recess in the wall of the screw head section spaced from the free edge of the screw head portion is how great this is Advantage is proposed, it is ensured that this free edge by the fastener, such as the weld not impaired in the way is that this lower edge of the edge is bumps. This is in terms of having applied a certain torque and a precisely predetermined contact pressure is to be produced, from the bigger one Importance.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung.Further Details of the invention will become apparent from the following description a preferred embodiment as well as the drawing.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Gewindespindel; 1 a side view of a threaded spindle according to the invention;

2 eine Darstellung gemäß 1, bei der die Metall-Sollbruchkappe geschnitten gezeigt ist; 2 a representation according to 1 in which the metal breakaway cap is shown cut;

3 eine Seitenansicht der Metall-Sollbruchkappe in Einzeldarstellung; 3 a side view of the metal breakaway cap in a detail view;

4 einen Längsschnitt durch die Metall-Sollbruchkappe der 3: 4 a longitudinal section through the metal breakage of the 3 :

5 eine Aufsicht auf die Sollbruchkappe der 3 und 5 a view of the predetermined breaking the 3 and

6 eine perspektivische Ansicht der Metall-Sollbruchkappe 6 a perspective view of the metal breakaway cap

Die in den 1 und 2 dargestellte erfindungsgemäße Gewindespindel besteht aus einer Gewindestange 1 und einer Sollbruchkappe 2, die ebenso wie die Gewindestange 1 aus Stahl besteht.The in the 1 and 2 illustrated threaded spindle according to the invention consists of a threaded rod 1 and a breakaway cap 2 as well as the threaded rod 1 made of steel.

Die Sollbruchkappe 2 ist durch eine umlaufende Nut 3 in einen Sollbruchabschnitt 4, der die Gewindestange 1 überragt, und einen Schraubenkopfabschnitt 5 unterteilt, der durch Befestigungsmittel 6 an der Gewindestange 1 befestigt ist.The breakaway cap 2 is by a circumferential groove 3 in a predetermined breaking section 4 , the threaded rod 1 surmounted, and a screw head section 5 divided by fasteners 6 on the threaded rod 1 is attached.

Hierzu ist – wie besonders deutlich die 2 und 6 zeigen – in den Schraubenkopfabschnitt 5 im Abstand zu dessen freier Randkante 7 eine V-förmige Kerbe 8 eingefräst, die durch die Wand des Schraubenkopfabschnitts 5 hindurchgeht und einen kleinen Bereich der angrenzenden Gewindestange 1 nach außen freilegt.This is - how particularly clear the 2 and 6 show - in the screw head section 5 at a distance to its free edge 7 a V-shaped notch 8th milled through the wall of the screw head section 5 passes through and a small area of the adjacent threaded rod 1 exposed to the outside.

Im Bereich der Kerbe 6 ist die Sollbruchkappe 2 mit der Gewindestange 1 verschweißt, so daß die auf den Sollbruchabschnitt 4 oder auf den Schraubenkopfabschnitt 5 aufgebrachten Kräfte auf die Gewindestange 1 übertragen werden.In the area of the notch 6 is the breakaway cap 2 with the threaded rod 1 welded so that the on the predetermined breaking section 4 or on the screw head section 5 applied forces on the threaded rod 1 be transmitted.

Die in die Kerbe 8 eingebrachte Schweißraupe ist zweckmäßigerweise gegenüber der angrenzenden Außenkontur des Schraubenkopfabschnitts 5 nach innen zurückversetzt, so daß an dieser Stelle keine Nachbearbeitung erfolgen muss.The in the notch 8th introduced weld bead is expediently opposite the adjacent outer contour of the screw head portion 5 set back to the inside, so that no reworking must be done at this point.

Die Randkante 7 des Schraubenkopfabschnitts 5 wird durch diese Art einer kraftschlüssigen Verbindung nicht beeinträchtigt und behält ihre glatte Stirnfläche.The marginal edge 7 of the screw head -section 5 is not affected by this type of non-positive connection and retains its smooth face.

Die Sollbruchkappe 2 hat an ihrem Sollbruchabschnitt 4 und dem Schraubenkopfabschnitt 5 eine übereinstimmende Außenkontur in Form eines Sechsecks, wie 5 deutlich zeigt. Die Innenkontur hat eine kreiszylindrische Form, deren Innendurchmesser sich an einer Schulter 9 im Bereich des Schraubenkopfabschnitts 5, im Abstand von der Nut 3, etwas verkleinert. Hierdurch wird erreicht, das die Sollbruchkappe 2 auch im Abstand von der Sollbruchnut 3 keinen Kontakt mit der Gewindestange 1 hat, wodurch anderenfalls die Genauigkeit der Solibruchkraft beeinträchtigt sein könnte. Unterhalb der Schulter 9 liegt die Gewindestange 1 an dem Schraubenkopfabschnitt 5 an. Die obere Stirnfläche 10 der Gewindestange 1 liegt auf derselben Höhe wie die Nut 3.The breakaway cap 2 has at her break section 4 and the screw head portion 5 a matching outer contour in the shape of a hexagon, like 5 clearly shows. The inner contour has a circular cylindrical shape whose inner diameter is on a shoulder 9 in the area of the screw head section 5 , at a distance from the groove 3 , slightly smaller. This ensures that the predetermined breaking cap 2 also at a distance from the predetermined breaking groove 3 no contact with the threaded rod 1 otherwise, the accuracy of the solid rupture might be compromised. Below the shoulder 9 is the threaded rod 1 at the screw head portion 5 at. The upper end face 10 the threaded rod 1 is at the same height as the groove 3 ,

Claims (11)

Schraube, mit einem mit Gewinde versehenen Schaft und einem Schraubenkopf, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopf durch eine Kappe (2) gebildet ist, die durch eine umlaufende Nut (3) in einen Schraubenkopfabschnitt (5), der durch Befestigungsmittel (6) mit dem Schaft (1) verbunden ist, und einen Sollbruchabschnitt (4) unterteilt ist.A screw, with a threaded shaft and a screw head, characterized in that the screw head by a cap ( 2 ) formed by a circumferential groove ( 3 ) in a screw head section ( 5 ), fastened by fastening means ( 6 ) with the shaft ( 1 ), and a predetermined breaking section ( 4 ) is divided. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollbruchabschnitt (4) den Schaft (1) überragt.Screw according to claim 1, characterized in that the predetermined breaking section ( 4 ) the shaft ( 1 ) surmounted. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Nut (3) im wesentlichen auf der Höhe der Stirnfläche (10) des Schaftes (1) verläuft.Screw according to claim 1 or 2, characterized in that the circumferential groove ( 3 ) substantially at the level of the end face ( 10 ) of the shaft ( 1 ) runs. Schraube nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopfabschnitt (5) und der Sollbruchabschnitt (4) dieselbe Außenkontur haben.Screw according to one of claims 1-3, characterized in that the screw head section ( 5 ) and the predetermined breaking section ( 4 ) have the same outer contour. Schraube nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopfabschnitt (5) eine Innenkontur hat, die mit der Außenkontur des Schaftes (1) übereinstimmt.Screw according to one of claims 1-4, characterized in that the screw head section ( 5 ) has an inner contour that matches the outer contour of the shaft ( 1 ) matches. Schraube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopfabschnitt (5) eine kreiszylindrische Innenkontur aufweißt, die wenigstens über einen axialen Bereich einen Innendurchmesser aufweißt, der im wesentlichen mit dem Außendurchmesser des kreiszylindrischen Schaftes (1) übereinstimmt.Screw according to claim 5, characterized in that the screw head section ( 5 ) has a circular-cylindrical inner contour, which has an inner diameter at least over an axial region, which substantially coincides with the outer diameter of the circular cylindrical shaft ( 1 ) matches. Schraube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur des Schraubenkopfabschnitts und die Außenkontur des Schaftes keine kreiszylindrische Form haben.Screw according to claim 5, characterized in that that the Inner contour of the screw head section and the outer contour of the shaft have no circular cylindrical shape. Schraube nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenkopfabschnitt (5) wenigstens eine durch seine Wand hindurchgehende Aussparung (8) aufweißt, in die das Befestigungsmittel (6) eingebracht ist.Screw according to one of claims 1-7, characterized in that the screw head section ( 5 ) at least one through its wall passing recess ( 8th ) into which the fastener ( 6 ) is introduced. Schraube nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Aussparung wenigstens eine eingefräste Kerbe (8) ist.Screw according to claim 8, characterized in that the at least one recess at least one milled notch ( 8th ). Schraube nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Aussparung wenigstens eine Durchgangsbohrung ist.Screw according to claim 8, characterized in that that the at least one recess is at least one through-hole. Schrauben nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungsmittel eine Schweißnaht oder ein Schweißpunkt ist.Screws according to one of claims 1-10, characterized that this Fastener a weld or a spot weld is.
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