DE102008047205A1

DE102008047205A1 - Schraubverbindung mit sperrenden Elementen in der Auflagefläche von Schraube oder Mutter

Info

Publication number: DE102008047205A1
Application number: DE200810047205
Authority: DE
Inventors: Mario Dr. Ing. Witt; Jachin Schwalbe
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-09-15
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2010-04-15

Abstract

Eine Schraubverbindung mit sperrenden Elementen (5) in der Auflagefläche (4) von Schraube oder Mutter zeichnet sich durch eine umlaufende Barriere (7) an einem Teilbereich des Abschnitts der Auflagefläche (4) aus, welcher die sperrenden Elemente (5) ausbildet. Hierdurch wird eine Losdrehsicherung verbunden mit einer hohen Dichtwirkung erzielt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraubverbindung mit sperrenden Elementen in der Auflagefläche von Schraube oder Mutter.
Bisweilen ist es erforderlich, Schraubverbindungen zusätzlich zu sichern. Eine Möglichkeit der Losdrehsicherung besteht in der Ausbildung von sperrenden Elementen in der Auflagefläche, welche sich im verspannten Zustand in die korrespondierende Auflagefläche eingaben. Aus dem Stand der Technik sind hierzu Sperrzahnschrauben und -muttern allgemein bekannt. Mitunter können bei derartigen Schraubverbindungen Dichtigkeitsprobleme auftreten. Infolge von Korrosion kann die Dichtigkeit der Verbindung hierdurch beeinträchtigt werden.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schraubverbindung mit sperrenden Elementen in der Auflagefläche von Schraube oder Mutter zu schaffen, welche sich durch verbesserte Dichtigkeitseigenschaften auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch eine Schraubverbindung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Schraubverbindung umfasst eine umlaufende Barriere an einen Teilbereich des Abschnitts der Auflagefläche, welcher die sperrenden Elemente ausbildet. Hierdurch wird eine verbesserte Abdichtung erzielt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
So kann die umlaufende Barriere durch ein chemisches Dichtmittel gebildet werden, das im Bereich der Sperrelementstruktur aufgebracht ist. Üblicherweise würde man durch ein solches Dichtmittel negative Auswirkungen auf das Schraubenlöseverhalten erwarten. Versuche haben jedoch gezeigt, dass das Lösemoment verglichen mit einer Schraube ohne ein solches Dichtmittel entgegen den Erwartungen ansteigt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die umlaufende Barriere durch eine umlaufende Rippe im Bereich der Sperrelementstruktur gebildet. Ferner ist es möglich, ein chemisches Dichtmittel mit einer umlaufenden Rippe oder Nut zu kombinieren. In die Nut kann auch ein Feststoffdichtring, beispielsweise ein O-Ring oder eine Kupferdichtung eingelegt werden. Wesentlich ist letztlich jedoch nur, dass die Barriere im Bereich der Sperrelementstruktur angeordnet ist.
Vorzugsweise steht die umlaufende Rippe weiter vor als die sperrenden Elemente, wodurch die Dichtwirkung weiter verbessert wird.
Die sperrenden Elemente können als Zähne, Rippen und dergleichen ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind radiale Rippen als sperrende Elemente an einer Auflagefläche ausgeformt.
Weiterhin empfiehlt es sich, die sperrenden Elemente mit einer größeren Härte auszubilden, als die korrespondierende Auflagefläche, so dass ein zumindest partielles Eingraben der sperrenden Elemente in die korrespondierende Auflagefläche gewährleistet wird. Vorzugsweise ist die korrespondierende Auflagefläche glatt.
Die sperrenden Elemente können entweder an der Schraube oder an der Mutter vorgesehen seien, wobei ersteres unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten in der Regel zu bevorzugen ist. Die sperrenden Elemente sind in diesem Fall am Schraubenkopf ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Prinzip lässt sich jedoch auf beliebige Verbindungsorgane übertragen, welche eine Auflagefläche und an dieser ausgebildete sperrende Elemente aufweisen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine Ansicht einer Schraube nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine Seitenansicht der Schraube aus 1,
3 eine Ansicht einer Schraube nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und in
4 eine Detailansicht der Sperrelementstruktur mit integrierter umlaufender Rippe der Schraube nach 3.
Das erste Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Schraubverbindung, welche als Losdrehsicherung sperrende Elemente nutzt. In den 1 und 2 sind diese an einer Auflagefläche einer Schraube dargestellt. Die korrespondierende Auflagefläche an der hier nicht näher dargestellten Mutter ist im Wesentlichen glatt. Vorzugsweise weist die korrespondierende Auflagefläche eine geringere Härte als die sperrenden Elemente auf, so dass sich die sperrenden Elemente in die weichere Auflagefläche eingraben können. Es ist jedoch auch möglich, die sperrenden Elemente an einer Auflagefläche einer Mutter auszuformen und die korrespondierende Schraube mit einer glatten Auflagefläche auszubilden. Die Begriffe Schraube und Mutter werden hier allgemein für miteinander zu verbindende Komponenten verwendet, auch wenn das Prinzip der Schraubverbindung nachfolgend anhand einer Befestigungsschraube näher erläutert wird.
Die 1 und 2 zeigen eine solche Befestigungsschraube 1 mit einem Kopf 2 und einem Gewindeschaft 3. Der Kopf 2 weist eine ringförmige Auflagefläche 4 auf, welche sich um den Gewindeschaft 3 herum erstreckt und zur Abstützung an einer korrespondierenden, hier nicht näher dargestellten Auflagefläche dient. An der ringförmigen Auflagefläche 4 ist eine Vielzahl von sperrenden Elementen 5 ausgebildet. Diese sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als radiale Rippen 6 ausgeführt. Anstelle von Rippen können jedoch auch Zähne oder eine sonstige Sperrelementstrukturen vorgesehen sein, welche sich beim Verspannen mit einer korrespondierenden Auflagefläche in letztere eingraben, um so einen gewissen Formschluss zu bilden.
Im Bereich der Sperrelementstruktur, das heißt hier im Bereich der radialen Rippen 6 ist eine umlaufende Barriere 7 ausgebildet. Diese um die Drehachse der Schraube 1 umlaufende Barriere 7 erstreckt sich über einen Teilbereich des Abschnitts der Auflagefläche 4, welcher die sperrenden Elemente 5 bzw. radialen Rippen 6 ausbildet.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die umlaufende Barriere durch ein chemisches Dichtmittel 8 gebildet, das beispielsweise in Form einer umlaufenden Spur 9 auf die Sperrelementstruktur aufgetragen ist. Durch dieses Dichtmittel kann beispielsweise ein Eindringen von Wasser durch die zwischen den Rippen gebildeten Zwischenräume verhindert werden. Gleichwohl weist die Schraubverbindung ein hohes Losdrehmoment auf, das gegenüber einer Schraubverbindung ohne Dichtmittel sogar noch erhöht ist.
Das zweite Ausführungsbeispiel in den 3 und 4 stellt eine Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels dar, so dass gleichartige Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Dementsprechend umfasst die Schraube 1 wiederum einen Kopf 2 mit einer Auflagefläche 4 und einer im Bereich der Sperrelementstruktur ausgebildeten Barriere 7.
Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist die umlaufende Barriere 7 als umlaufende Rippe 10 ausgebildet, die wie die sperrenden Elemente 5 bzw. radialen Rippen 6 in der Auflagefläche 4 ausgeformt ist. Die umlaufende Rippe 10 kann beispielsweise konzentrisch um die Schraubenmittelachse angeordnet werden. Jedoch sind auch andere Anordnungsmuster möglich. Denkbar sind insbesondere auch Sprünge zwischen benachbarten radialen Rippen 6. In jedem Fall kommt jedoch eine in Umfangsrichtung geschlossene Struktur zum Einsatz, wobei Teilabschnitte der umlaufenden Rippe 10 durch Teilabschnitte der radialen Rippen 6 gebildet sein können.
Wie insbesondere 4 zeigt, kann im Hinblick auf eine hohe Dichtwirkung die umlaufende Rippe 10 geringfügig über die radialen Rippen 6 vorstehen.
In Abwandlung der dargestellten Ausführungsbeispiele ist es ferner möglich, ein Dichtmittel 8 nach dem ersten Ausführungsbeispiel in Kombination mit einer umlaufenden Rippe 10 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel oder in Kombination mit einer Nut einzusetzen. Das Dichtmittel 8 kann beispielsweise auf der umlaufenden Rippe 10 oder in einer Nut aufgetragen sein. Es kann jedoch auch an anderer Stelle angeordnet sein. Das Dichtmittel 8 ist beispielsweise eine Flüssigdichtung, die in flüssigem Zustand unmittelbar auf die Sperrelementstruktur bzw. die umlaufende Rippe oder in die Nut dosiert wird. Infrage hierfür kommen unter anderem Silikondichtungsschäume, Polyurethangiessharze, Polyurethanschaumsysteme oder Epoxidharzsysteme. Alternativ können auch Feststoffdichtungen wie O-Ringe oder Kupferdichtungen vorgesehen werden. Die Erfindung wurde vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Ansprüche definierten Ausgestaltungen.

1: Schraube
2: Kopf
3: Gewindeschaft
4: Auflagefläche
5: sperrende Elemente
6: radiale Rippen
7: umlaufende Barriere
8: Dichtmittel
9: Spur
10: umlaufende Rippe

Claims

Schraubverbindung mit sperrenden Elementen (5) in der Auflagefläche (4) von Schraube oder Mutter, gekennzeichnet durch eine umlaufende Barriere (7) an einen Teilbereich des Abschnitts der Auflagefläche (4), welcher die sperrenden Elemente (5) ausbildet.
Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Barriere (7) durch ein chemisches Dichtmittel (8) gebildet wird.
Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Barriere (7) durch eine umlaufende Rippe (10) gebildet wird.
Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Barriere (7) durch ein chemisches Dichtmittel (8) in Kombination mit einer umlaufenden Rippe (10) oder Nut gebildet wird.
Schraubverbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Rippe (10) weiter vorsteht als die sperrenden Elemente (5).
Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Barriere (7) durch eine Feststoffdichtung in einer umlaufenden Nut gebildet wird.
Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die sperrenden Elemente (5) radiale Rippen (6) sind.
Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schraube (1) einen Schraubenkopf (2) aufweist und die sperrenden Elemente (5) am Schraubenkopf (2) ausgebildet sind.
Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit sperrenden Elementen (5) ausgebildete Auflagefläche (4) eine größere Härte aufweist als die korrespondierende Auflagefläche.
Schraubverbindung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die korrespondierende Auflagefläche glatt ist.
Verbindungsorgan mit einer Auflagefläche (4) und an dieser ausgebildeten sperrenden Elementen (5), gekennzeichnet durch eine umlaufende Barriere (7) an einem Teilbereich des Abschnitts der Auflagefläche (4), welcher die sperrenden Elemente (5) ausbildet.
Verbindungsorgan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Barriere (7) durch ein chemisches Dichtmittel (8) gebildet wird.
Verbindungsorgan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Barriere (7) durch eine umlaufende Rippe (10) gebildet wird.
Verbindungsorgan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Barriere (7) durch ein chemisches Dichtmittel (8) in Kombination mit einer umlaufenden Rippe (19) gebildet wird.
Verbindungsorgan nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Rippe (10) weiter vorsteht als die sperrenden Elemente (5).
Verbindungsorgan nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende Barriere (7) durch eine Feststoffdichtung in einer umlaufenden Nut gebildet wird.
Verbindungsorgan nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die sperrenden Elemente (5) radiale Rippen (6) sind.
Verbindungsorgan nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsorgan eine Schraube (1) ist und die Auflagefläche (4) mit sperrenden Elementen (5) sowie einer umlaufenden Barriere (7) im Bereich der sperrenden Elemente (5) an einem Kopf (2) der Schraube (1) vorgesehen sind.