DE102016012551A1 - Screw with ring seal - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schraube 1 mit Ringdichtung 8, insbesondere Verschlussschraube, mit einer durch Umbördeln hergestellten Aufnahmenut 9 für die Ringdichtung 8. Dadurch lässt sich die axiale Ausdehnung b eines Gewindefreistichs verringern.The invention relates to a screw 1 with ring seal 8, in particular screw plug, with a receiving groove 9 produced by beading for the ring seal 8. This allows the axial extent b of a thread undercut decrease.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schraube mit einem Schraubgewinde und einer Ringdichtung, die in eine Ringnut eingelegt werden kann, und auch auf eine durch eine solche Ringnut für die Ringdichtung ausgelegte Schraube. Sie bezieht sich insbesondere auf Verschlussschrauben, etwa für Getriebe, und auf Verbindungselemente für Rohr- oder Schlauchleitungssysteme, insbesondere bei Pneumatikanwendungen.The present invention relates to a screw with a screw thread and a ring seal, which can be inserted into an annular groove, and also to a designed by such an annular groove for the ring seal screw. It relates in particular to screw plugs, such as for transmissions, and to fasteners for pipe or hose systems, especially in pneumatic applications.
Die Ringdichtung in der Ringnut wird zur Abdichtung zwischen einem Teil der Schraube und einer Anlagefläche eines Gegenelements verwendet. Dabei wird durch das Zuschrauben des Schraubgewindes eine Anlage zwischen der Ringdichtung und der Anlagefläche und ein gewisser Anpressdruck hergestellt. Im Fall einer Verschlussschraube wird damit das Austreten von Fluiden unterbunden, im Fall eines Verbindungselements für ein Leitungssystem eine dichte Verbindung zwischen verschiedenen Teilen des Leitungssystems hergestellt.The ring seal in the annular groove is used for sealing between a part of the screw and a contact surface of a counter element. In this case, a system between the ring seal and the contact surface and a certain contact pressure is produced by screwing the screw thread. In the case of a screw plug so that the escape of fluids is prevented, made in the case of a connecting element for a piping system a tight connection between different parts of the conduit system.
Solche Schrauben sind an sich bekannt. Insbesondere zeigen die ältere deutsche Industrienorm
Das Schraubgewinde ist ein Außengewinde eines Schaftes der Schraube, wobei der Schaft von einem Schraubenkopf absteht. Die Aufnahmenut ist dementsprechend auf derselben Seite des Schraubenkopfes vorgesehen wie der Schaft, weist also in dieselbe Richtung.The screw thread is an external thread of a shank of the screw, wherein the shank protrudes from a screw head. The receiving groove is accordingly provided on the same side of the screw head as the shaft, thus pointing in the same direction.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Schraube des eingangs beschriebenen Typs anzugeben.The invention is based on the technical problem of specifying an improved screw of the type described above.
Die Erfindung richtet sich auf eine Schraube mit einem Schaft mit einem Außengewinde und einem Schraubenkopf, der eine in dieselbe Richtung, in die der Schaft von dem Schraubenkopf absteht, weisende Aufnahmenut für eine Ringdichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf zur Erzeugung der Aufnahmenut umgebördelt ist, sowie auf die Herstellung dieser Schraube durch Umbördeln des Schraubenkopfes zur Herstellung der Aufnahmenut.The invention is directed to a screw having a shaft with an external thread and a screw head, which has a in the same direction, in which the shaft protrudes from the screw head, facing receiving groove for a ring seal, characterized in that the screw head to produce the receiving groove flanged is, as well as on the production of this screw by crimping the screw head to produce the receiving groove.
Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden im Folgenden, wie die Erfindung in ihrer allgemeinsten Form selbst, näher erläutert.Preferred embodiments will become apparent from the subclaims and will be explained in more detail below, as the invention itself in its most general form.
Die erfindungsgemäße Schraube ist also hinsichtlich der Herstellung der Aufnahmenut umgebördelt und nicht, wie im Stand der Technik, durch Drehen hergestellt. Der Herstellungsschritt des Umbördelns betrifft dabei nicht zwingend die gesamte Schraube; insbesondere kann die erfindungsgemäße Schraube, von der Herstellung der Nut abgesehen, spanabhebend hergestellt worden sein, insbesondere durch Drehen. Die Rauheit und die Oberflächenqualität im Hinblick auf Grate sind dadurch deutlich verbessert.The screw according to the invention is thus flanged with respect to the production of the receiving groove and not, as in the prior art, produced by turning. The flanging production step does not necessarily concern the entire screw; In particular, the screw according to the invention, apart from the production of the groove, may have been machined, in particular by turning. The roughness and the surface quality with regard to burrs are thereby significantly improved.
Durch das Umbördeln, also durch plastische Verformung statt durch Spanabheben, wird zwar keine gleichrangige Oberflächenqualität, z. B. Planheit, erzeugt. Das Umbördeln kann aber zu einer Herstellung der Nut ohne Einstechen mit einem spanabhebenden Werkzeug im Übergangsbereich zwischen Schaft und Schraubenkopf führen. Damit lässt sich ein axial überlanger gewindefreier „Freistich“ zwischen dem Außengewinde an dem Schaft und dem Schraubenkopf vermeiden, wie er im Stand der Technik herstellungsbedingt vorliegt. Dieser gewindefreie Freistich verringert die nutzbare Gewindelänge, wenn die Schraube mit dem Außengewinde in ein Innengewindeloch eingeschraubt wird. Bei manchen Anwendungen kommt es aber auf eine ausreichende nutzbare Gewindelänge an. Sollte dies nicht im Vordergrund stehen, so kann jedenfalls die erfindungsgemäße Schraube einen dementsprechend kürzeren Schaft aufweisen und insgesamt Bauvolumen, Material und Gewicht einsparen. Es geht vorliegend also nicht um eine wegen des Unterschieds zwischen Umbördeln und Drehen verbilligte Herstellung (allenfalls durch die Materialeinsparung), sondern um die erreichbare Geometrie. Bei dem erfindungsgemäßen Umbördeln kann die Nut mit ihrer Nuttiefe sozusagen über einen bereits bestehenden Freistich (also radial außerhalb davon) erstellt werden, sodass die Nuttiefe sich nicht zur Freistichlänge (in axialer Richtung) hinzuaddiert. Damit kann die Freistichlänge, wenn man den Teil des Freistichs auf axialer Lage der Nut nicht mitrechnet, deutlich verringert werden.By flanging, so by plastic deformation instead of by chip removal, although no equal ranking surface quality, eg. B. flatness generated. However, the flanging can lead to a production of the groove without piercing with a cutting tool in the transition region between the shaft and screw head. This makes it possible to avoid an axially overlong thread-free "undercut" between the external thread on the shank and the screw head, as is the case in the prior art due to the production. This thread-free undercut reduces the usable thread length when the screw with the external thread is screwed into a female threaded hole. For some applications, however, sufficient usable thread length is required. If this is not the main focus, the screw according to the invention can in any case have a correspondingly shorter shaft and save overall construction volume, material and weight. In the present case, therefore, it is not a case of a production which is less expensive because of the difference between flanging and turning (if at all by material savings), but the achievable geometry. In the crimping according to the invention, the groove with its groove depth can be created, as it were, over an already existing undercut (ie radially outside of it) so that the groove depth does not add to the undercut length (in the axial direction). Thus, the undercut length, if not counting the part of the undercut on the axial position of the groove, can be significantly reduced.
Im Bedarfsfall kann die Oberflächenqualität der ohne Einstechen in die Nut erreichbaren Flächen durch Nachdrehen oder andere Nachbearbeitungsschritte verbessert werden, was insbesondere eine Planfläche betreffen kann, die der Schraubenkopf zu derselben Richtung hat, in der der Schaft absteht. Unabhängig davon lässt sich die Herstellung der Nut durch Umbördeln an der fertigen Schaube deutlich erkennen, notfalls durch Durchsägen und Schnittflächenbegutachtung.If necessary, the surface quality of the achievable without grooving in the groove surfaces by re-turning or other Post-processing steps are improved, which may in particular relate to a plane surface, which has the screw head to the same direction in which the shaft protrudes. Regardless of the production of the groove can be clearly seen by beading on the finished screw, if necessary, by sawing and Schnittflächenachtautachtung.
Vorzugsweise gibt es an dem Schaft der Schraube aber einen Freistich, also gewindefreien Bereich, und vorzugsweise begrenzt dieser die Aufnahmenut nach (radial) innen. Der gewindefreie Bereich kann dabei gewissermaßen Bestandteil der Aufnahmenut sein und somit den radial inneren Teil einer Ringdichtung aufnehmen. In axialer Richtung genügt es grundsätzlich, ihn zum problemlosen Einsetzen und Halten der Ringdichtung auszulegen. Im Übrigen kann er axial knapp dimensioniert sein, um die Schaftlänge zu minimieren und/oder die wirksame Gewindelänge zu maximieren.Preferably, however, there is an undercut on the shaft of the screw, that is to say a thread-free region, and preferably this delimits the receiving groove according to (radially) inside. The thread-free region can be part of the receiving groove and thus absorb the radially inner part of a ring seal. In the axial direction, it is sufficient in principle to interpret it for easy insertion and holding the ring seal. Incidentally, it may be axially dimensioned to minimize the shaft length and / or to maximize the effective thread length.
In dem gerade beschriebenen Fall, aber auch in anderen Fällen (bei denen z. B. die Aufnahmenut radial weiter außen an dem Schraubenkopf liegt) hat die Aufnahmenut im Wesentlichen eine rechteckige Form, wobei natürlich z. B. durch die Herstellung Rundungen der Ecken oder Ähnliches auftreten können.In the case just described, but also in other cases (in which, for example, the receiving groove is radially further outward on the screw head), the receiving groove has a substantially rectangular shape, of course, for. B. by making curves of the corners or the like may occur.
Grundsätzlich und insbesondere in der gerade beschriebenen Form ist die Aufnahmenut vorgesehen und ausgelegt für eine eingangs bereits erwähnte Ringdichtung nach
Bevorzugte Anwendungsbereiche der Erfindung liegen bei Verschlussschrauben einerseits und bei Verbindungselementen, also sogenannten Fittingen, für Rohr- oder Schlauchleitungssysteme andererseits. Bevorzugt ist die Anwendung bei Drücken von höchstens 30 bar, wie sie etwa im Pneumatikbereich auftreten. Verschlussschrauben werden ferner auch sonst in der Hydraulik und Pneumatik oder für Getriebe benötigt, wobei insbesondere Getriebe für Elektromotore und Automotore bevorzugt sind. Dort treten relativ geringe Drücke, bei Elektromotorgetrieben im Bereich von typischerweise 0,2 - 0,3 bar, auf. Autogetriebe zeigen in der Regel sogar eine freie Entlüftung.Preferred areas of application of the invention are screw plugs on the one hand and in connection elements, so-called fittings, for pipe or hose systems on the other hand. Preferably, the application at pressures of at most 30 bar, as they occur approximately in the pneumatic field. Closure screws are also required otherwise in hydraulics and pneumatics or for transmission, in particular gearboxes for electric motors and automotors are preferred. There are relatively low pressures, in electric motor drives in the range of typically 0.2 - 0.3 bar, on. Car transmissions usually show even a free vent.
Bei einer vorteilhaften Verwendung der erfindungsgemäßen Schraube in einer Wand begrenzter Dicke kann die effektiv nutzbare Gewindelänge deutlich erhöht werden, weil der Freistich verkürzt ist. Dadurch kann es sich z. B. erübrigen, eine Wand z. B. eines Getriebegehäuses lokal zu verstärken, wie dies im Stand der Technik gelegentlich vorkam.In an advantageous use of the screw according to the invention in a wall of limited thickness, the effectively usable thread length can be significantly increased because the undercut is shortened. This may be z. B. unnecessary, a wall z. B. a transmission case to reinforce locally, as was sometimes the case in the prior art.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, dessen Merkmale aber auch in anderen Kombinationen für die Erfindung wesentlich sein können und das sich auf alle Anspruchskategorien bezieht.
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1 zeigt eine längs einer Schaftachse geschnittene Ausschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Verschlussschraube in einer Getriebewand und -
2 veranschaulicht deren Herstellung durch Umbördeln.
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1 shows a cut along a shaft axis cutaway view of a locking screw according to the invention in a transmission wall and -
2 illustrates their production by beading.
Schrauben nach
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1 zeigt eine Ausschnittsdarstellung, und zwar als Schnitt entlang der Schaftachse, einer in eine Getriebewand eingeschraubten Verschlussschraube und -
2 veranschaulicht die Herstellung einer Aufnahmenut dieser Verschlussschraube durch Umbördeln.
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1 shows a sectional view, as a section along the shaft axis, a screwed into a transmission wall screw plug and -
2 illustrates the production of a receiving groove of this screw plug by crimping.
Der Schraubenkopf
Die erwähnte Ringdichtung
Das Gewinde
Wie
Da die Ringdichtung
Der Parameter b lässt sich also nur sehr begrenzt verringern, so lange die Aufnahmenut
Nach dem Umbördeln kann wenigstens die in
Damit lässt sich die grundsätzliche Schraubengeometrie nach
Im Übrigen ist die Schraube aber (vom Umbördeln abgesehen) klassisch spanabhebend hergestellt, was nicht nur der Oberflächenqualität zugute kommt, sondern wegen der angestrebten Stückzahlen in vielen Fällen auch bei Weitem die wirtschaftlichste Wahl ist.Incidentally, the screw but (apart from flanging) made classical cutting, which not only benefits the surface quality, but in many cases is also by far the most economical choice because of the desired quantities.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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