DE19547851A1 - Kopfschraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kopfschraube oder ein ähnliches, mit einem Kopf versehenes Befestigungsmittel, vorzugsweise zur Befestigung von Belägen, insbesondere solche mit textilen Oberflächen in Fahrzeugen (z. B. PKW, LKW, Omnibus, Zug­ waggon, Schiff, Caravan, Flugzeug) und zwar an Flächen und Teilen, an denen ein Belag, insbesondere ein solcher mit textiler Oberfläche befestigt werden soll. Dazu gehören z. B. Kofferraum, Ladeflächen, Insassenräume und sonstige Innen­ räume und Innenflächen. Derartige Kopfschrauben haben zu diesem Zweck meist ein selbstschneidendes Gewinde, um so in möglichst einfacher Weise derartige Beläge mit textiler Oberfläche, z. B. im Innenraum oder dgl. festlegen zu können.

Der Einsatz solcher Schrauben oder anderer Befestigungsteile mit Kopf ist natürlich auch in anderen Bereichen möglich, wie im Innenausbau, Laden- und Messebau, für Dekorateure und den Heimwerker. Gegenüber der Befestigung mittels Klebung o. ä. nicht mehr lösbaren Befestigungsverfahren hat die Befestigung mittels einer derartigen Kopfschraube o. ä., mit einem Kopf versehenen Befestigungsmittel den Vorteil, daß die Verbindung wieder lösbar ist, um beispielsweise einen texilen Belag auszutauschen, zu reinigen oder an unterhalb des textilen Belages angeordnete Einrichtungen herankommen zu können.

Es kann sich aber auch um eine Abdeckkappe für einen Kopf einer Schraube od. dgl. handeln.

Nachteilig bei derartigen bisher benutzten Kopfschrauben oder Schrauben mit Abdeckkappen oder ähnlichen Befestigungs­ mitteln, die einen Kopf aufweisen, ist die Tatsache, daß der Kopf gegenüber dem mit der Kopfschraube befestigten, vor­ zugsweise textile Oberfläche aufweisenden Belag deutlich sichtbar ist, was optisch stark auffällt und u. a. ästhetisch unbefriedigend ist.

Auch kann aus technischen Gründen das Hervortreten des Kopfes der Kopfschraube oder eines ähnlichen Befestigungsmittels Nachteile haben, beispielsweise den der Möglichkeit der Korrosion, des elektrischen Kontaktes, der Kälte- oder Wärme­ brücke oder ähnliches, besonders bei metallischen Schrauben und Befestigungsmitteln.

Aufgabe der Erfindung ist es, die oben geschilderten Nach­ teile zu beseitigen.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die obere Kopffläche (ggf. auch der umlaufende Rand) der Kopfschraube oder des sonstigen mit einem Kopf versehenen Befestigungsmittels mit einem vorzugsweise textilen Flock beschichtet ist.

Gleiches gilt für Schrauben mit Abdeckkappen bzw. für die Kappen als solche, die entweder über den Rand eines Kopfes einklipsbar sind (Snap-In-Verfahren) oder aber mittels Nase oder Zapfen in einem Loch oder ähnlichem auf dem Schrauben­ kopf befestigt werden. Auch bei Muttern lassen sich Abdeck­ kappen einsetzen.

Durch diese Maßnahme wird die beispielsweise metallische Oberfläche des Kopfes durch einen textilen Belag, vornehmlich Flock abgedeckt, der optisch an die Umgebungsstruktur und Umgebungsfarbe anpaßbar ist.

Zur Anpassung an die Umgebungsstruktur kann es auch zweck­ mäßig sein, bei dem aufgebrachten Flock vor der physika­ lischen Trocknung oder chemischen Vernetzung des Befestigungs­ mittels (Klebers) zusätzliche Hilfsmittel einzusetzen, um z. B. die Flockoberfläche desorientiert auszubilden. Das Be­ festigungsmittel wird dadurch weitgehend unsichtbar, was optische Vorteile hat. Auch technische Vorteile können sich ergeben, beispielsweise dadurch, daß der vorzugsweise textile Belag, wie z. B. Flock besondere Eigenschaften aufweist, die die blanke Kopffläche des Befestigungsmittels nicht aufweist, beispielsweise eine elektrische oder thermische Isolierung ergibt.

Besitzt der Kopf auch eine Umfangsfläche (umlaufenden Rand), ist es von Vorteil oder sogar unerläßlich, ebenfalls diese Umfangsfläche in einem Arbeitsgang mit einem Flock ähnlicher oder gleicher Art zu beschichten, wie es bei der oberen Kopffläche der Fall ist.

Derartige Kopfschrauben oder sonstige mit einem Kopf ver­ sehenen Befestigungsmittel weisen üblicherweise eine Ein­ senkung für den Eingriff eines Werkzeuges auf, wie bei­ spielsweise einen Kreuzschlitz für das Ansetzen eines Kreuz­ schlitzschraubenziehers, einen Schlitz für den Einsatz eines normalen Schraubenziehers, eine Mehrkanteinsenkung (bei soge­ nannten Torx-Schrauben bzw. Imbusschrauben) für den Eingriff eines Innensechskant- oder Vielzahnwerkzeuges, in welchen Fällen es vorteilhaft ist, wenn der Flock eine Teilchenlänge aufweist, die zumindest die Länge des Radius einer im wesent­ lichen runden Einsenkung oder die halbe Breite einer lang­ gestreckten Einsenkung aufweist. Durch die von dem Rand der Einsenkung sich wegerstreckenden Flockfasern wird dann er­ reicht, daß diese Einsenkung weitgehend unsichtbar wird. Das gilt auch noch dann, wenn die Einsenkung zum Einschrauben der Kopfschraube od. dgl. mit Hilfe eines Werkzeuges benutzt worden ist, weil danach sich die zunächst weggedrückten Flockfasern durch die Rückstellelastizität innerhalb kurzer Zeit wieder in ihre alte Orientierung ausrichten und so die Einsenkungshöhlung wieder optisch verschließen.

Dieser optische Verschluß hängt im wesentlichen vom Flockroh­ material (üblicherweise Polyamid) und vom verwendeten Kleb­ stoff ab. Ist die Klebverbindung Schraubenfläche/Flock zu schwach, wird an diesen scharfen Kanten der Einsenkung der Flock und/oder der Klebstoff ungewollt entfernt und die Einsenkung bleibt sichtbar. Dies kann allerdings in manchen Fällen auch ein Vorteil sein. Wenn man nämlich zur Demontage die Schraubenköpfe suchen muß, und die Anpassung des Flocks an die Umgebung sehr genau ist, so daß der Schraubenkopf nahezu unsichtbar ist, kann die noch sichtbare Einsenkung die Suche erleichtern.

Als Faserlänge für den Flock haben sich Längen zwischen 0,3 und 1,0 mm als besonders günstig erwiesen.

In Spezialfällen kann auch Mahlflock - grob gemahlenes Material - eingesetzt werden. Der Flock wird auf der Ober­ fläche und ggf. auf der Umfangsfläche des Kopfes mit einem Klebstoff befestigt, wobei der Klebstoff vorzugsweise auf eine chemisch aufgerauhte bzw. vorbehandelte Oberfläche des Kopfes aufgebracht wird. Mechanisches Aufrauhen hat sich als nicht durchführbar erwiesen, da die dabei die Geometrie der Schraubenfläche verändert werden kann.

Die Beflockung erfolgt dann in an sich bekannter Weise in einem elektrischen Feld, wobei zum einen mit und zum anderen auch gegen die Schwerkraft beflockt werden kann. In vielen Fällen haben sich auch Kombinationen Elektrostatik-Pneumatik oder Elektrostatik-Pneumatik und Mechanik als günstig er­ wiesen.

Im elektrischen Feld, wobei die Schraube mit dem aufge­ brachten Klebstoffilm Erdpotential aufweist, wird dann der Flock radial zur Oberfläche des zu beschichtenden Schrauben­ kopfes oder seines Randes aufgebracht. Der Klebstoffilm nimmt nur soviel Flock auf, wie auf der einen Seite mittels Dosierung angeboten wird, auf der anderen Seite unter Ein­ wirkung des elektrischen Feldes im Klebstoff etabliert werden kann. Flocküberschuß wird meistenteils mittels einer Nach­ flockelektrode wieder entfernt.

Der mit Flock versehene Klebstoffilm wird dann zum Aushärten gebracht, sei es physikalisch oder chemisch, bei Normal- oder erhöhter Temperatur.

Als Klebstoffe werden vorzugsweise zweikomponentige Reaktionsklebstoffe, lösemittelfrei oder lösemittelhaltig, in besonderen Fällen auch wasserverdünnbar, eingesetzt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, die in den Zeichnungen dargestellt sind.

Es zeigt:

Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht eine Kreuz­ schlitzschraube mit selbstschneidendem Gewinde, bei der ein Teil des Kopfes mit einem Flock beschichtet dargestellt ist; und

Fig. 2 in einer schematischen Ansicht eine Möglichkeit, die Beflockung des Schraubenkopfes zu bewirken.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht als Beispiel eine Kopfschraube 10, bestehend aus einem tellerartigen Kopf 12, von dem aus ein mit Außengewinde versehener Schaft oder Stift 14 in üblicher Weise ausgeht. Auf der Kopffläche 16 des Kopfes 12 ist hier ein Kreuzschlitz 18 angeordnet, in den in an sich bekannter Weise ein Kreuzschlitzschraubendreher eingebracht und dadurch die Schraube gedreht werden kann, beispielsweise, um sie in die Blechkarosserie eines Fahr­ zeuges einzuschrauben, beispielsweise zu dem Zweck, eine Fußmatte, eine Innenraumverkleidung gleich welcher Art oder sonstiges Material mit textiler Oberfläche an diesem Blech zu befestigen. Vorzugsweise ist für diesen Fall der Gewinde­ schaft 14 mit einem so gestalteten Gewinde ausgestattet, daß dieses Gewinde sich ein Gewinde in dem Blechmaterial selbst schneidet.

Andere Ausgestaltungen der Kopfschraube oder des sonstigen, mit Kopf oder Abdeckkappe versehenen Befestigungsmittels sind möglich.

Der Kopf 12 weist hier auch eine Umfangsfläche 20 auf, die im wesentlichen senkrecht zur oberen Kopffläche 16 verläuft. Gegenüber z. B. Linsenkopf-, Rundkopf- oder Senkkopf­ schrauben, die eine derartige senkrecht zur oberen Kopffläche verlaufende Umfangsfläche 20 nicht aufweisen, hat die hier dargestellte Gestalt den Vorteil, daß der Kopf insgesamt flach ist, was zur Befestigung von Wandverkleidungen, Boden­ belägen und ähnlichem z. B. im Sichtbereich eines Fahrzeugs Vorteile bietet.

Wie die linke Hälfte der Darstellung von Fig. 1 erkennen läßt, wird der Kopf 12 mit einem vorzugsweise aus textilen Fasern bestehenden Flock beschichtet, der aus kurzge­ schnittenen Einzelfasern von beispielsweise 0,3 bis 2,0 mm Länge besteht, in Einzelfällen bis 4 mm, wobei das eine Ende der Faser in geeigneter Weise, vorzugsweise mittels einer Klebstoffschicht auf der Fläche 16 bzw. auf der Fläche 20 des umlaufenden Randes befestigt ist und durch die radiale An­ ordnung auf der gesamten Fläche sowie dem umlaufenden Rand einen textilen, pelz- oder samtartigen Belag bildet.

Die Flocktechnologie ist an sich Stand der Technik, daher sei nur kurz dargelegt, daß der zu beflockende Gegenstand, wie beispielsweise im vorliegenden Fall eine Befestigungs­ schraube, in einem elektrischen Feld beschichtet wird. In aller Regel bildet hier der beschichtete Schraubenkopf das Erdpotential, dem gegenüber eine Hochspannung führende Elektrode angeordnet ist. An dieser Elektrode wird die Flockfaser aufgeladen und wandert dann entlang den Feldlinien zu der auf Erdpotential liegenden Schraube und etabliert sich dort mit einem Faserende des beispielsweise textilen Material im Klebstoffilm. Ist die Textilfaser gleichmäßig lang ge­ schnitten und gerade, ohne Krümmungen, und liegt die richtige Feldstärke an, richtet sich der Flock immer radial zur klebstoffbeschichteten Fläche aus. Durch unterschiedliche Flocklängen oder geringere Feldstärke können auch desorien­ tierte Flockoberflächen entstehen, was sich u. U. in Nadel­ filzen oder aus sonstigen Floren bestehenden Gebilden optisch besser einordnet. Fig. 1 läßt die radiale Anordnung der einzelnen Flockfasern erkennen, wobei natürlich die Flock­ dichte wesentlich höher ist, so daß weder Klebstoffilm noch Schraubenkopf sichtbar sind.

Die einzelnen, bei 22 angedeuteten Fasern haben z. B. eine Faserlänge von einem Millimeter. Diese Länge ist bei nicht zu großen Schrauben ausreichend, um beispielsweise den Kreuz­ schlitz 18 im wesentlichen unsichtbar zu machen, dadurch, daß sich die Fasern in den Bereich des Schlitzes leicht hinein­ biegen, selbst dann, wenn sie in dem Schlitz selbst nicht angeordnet sind. Normalerweise sollte das Schlitzinnere frei bleiben, um den Angriff des Schraubwerkzeugs an den Schlitz­ innenflächen nicht zu beeinträchtigen.

Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn mit sogenannten Magnetbits geschraubt werden soll.

Falls eine Umfangsfläche 20 vorhanden ist, wie es Fig. 1 erkennen läßt, ist es meist günstig oder sogar erforderlich, auch diese Umfangsfläche mit Flock zu beschichten, wie es in dieser Darstellung zu erkennen ist. Demgegenüber sollte jedoch die Unterfläche des Kopfes (umgreifend über den Radius) und der Schaft 14 vom Flock freigehalten werden, zum einen, weil hier ein Flock nicht erforderlich ist, zum anderen, weil dadurch u. U. das Anziehen der Schrauber erschwert werden kann, da der Flock das Anziehen der Schraube behindern könnte, dieses aufgrund von erhöhter Reibung (Kletteffekt), die zwischen der Unterfläche des Schrauben­ kopfes 12 und des zu befestigenden textilen Materials zwangs­ läufig auftritt.

In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie die Beflockung besonders einfach durchgeführt werden kann. Es ist ein Förderband 30 mit entsprechenden Bohrungen vorgesehen. Die Bohrungen haben den gleichen Durchmesser wie der Schaft 14, so daß die Schraube 10 aufgenommen und festgehalten werden kann. Der Schaft 14, der durch die Löcher im Förderband 30 gesteckt wird, muß so befestigt sein, daß der Schaft senk­ recht und der Kopf parallel zum waagerechten Förderband 30 nach oben ausgerichtet ist. Mit dem Förderband 30 werden dann die Schrauben 10, kontinuierlich oder diskontinuierlich, in die Klebstoffauftragsstation transportiert. Hier kann bei­ spielsweise eine aus Schaumgummi oder ähnlichem Material bestehende Walze 32 bewegt werden, die über eine Hilfswalze 34 mit einem geeigneten, in der Filmdicke bestimmten Kleb­ stoffilm beschickt wird, so daß die Walze 32 bei ihrem Über­ fahren der Köpfe der Schrauben 10 die freiliegenden Flächen, hier die obere Fläche und die Umfangsfläche 20 erreicht und mit Klebstoff gleichmäßig beschichtet.

Wichtig ist hier, daß dieser Klebstoff nicht in die zur späteren Befestigung dienende Vertiefung (Eingriff) auf­ getragen wird. Der hier geschilderte Klebstoffauftrag ist nur eine Methode von vielen anderen möglichen Methoden. So kann der Klebstoff beispielsweise auch im Siebdruck, im Tampon­ druck oder je nach Schraubengeometrie im Spritzauftrag oder mittels sonstiger geeigneter Applikationsmethoden aufgetragen werden.

Danach laufen die Schrauben in die Beflockungsstation 36. In dieser wird im elektrischen Feld mit den entsprechenden Fasern beflockt. Die Beflockung wird hier mit und in Richtung der Schwerkraft vorgenommen und zwar dergestalt, daß entweder durch eine Dosierung, wobei ein Sieb die hochspannungs­ führende Elektrode darstellt, der Flock ausgebürstet wird, oder aber der Flock wird neutral ausgetragen und mittels einer zwischengehängten Gitterelektrode elektrisch aufge­ laden. Entlang der Feldlinien etabliert sich dann der Flock immer radial zu der zu beflockenden Fläche und wird in dem vorher aufgebrachten Klebstoff entsprechend festgehalten.

Nach erfolgter Beflockung in der Beflockungsstation 36 folgt eine Vorreinigungsstation 38, die den überschüssigen Flock mittels Saugluft entfernt. Danach werden die beflockten Schrauben einer Aushärte- oder Trocknerstation 40 zugeführt, wo z. B. durch erhöhte Temperatur getrocknet wird, um den Klebstoff physikalisch zu trocknen, oder um ihn chemisch zu vernetzen.

Nach der Passage durch die Trocknerstation 40 werden die Schrauben dann mit einem Gebläse 42 gekühlt, und dabei wird der noch überschüssige Flock durch weitere Saugdüsen 44 abgesaugt. Danach werden die Schrauben dann von Hand oder automatisch vom Band abgenommen und verpackt. Vor dem Kleb­ stoffauftrag (also vor der Station 32, 34) kann eine Reinigungsstation (nicht dargestellt) angeordnet werden, in der die zu beschichtende Oberfläche vor dem Klebstoffauftrag von anhaftendem Schmutz, Staub oder Fett z. B. mittels geeigneten Lösungsmitteln gereinigt wird.

Ergänzend kann auch eine chemische Aufrauhung und Passivierung der Oberfläche vorgenommen werden durch ge­ eignete, im Handel erhältliche Mittel.

Die Aufrauhung ist in der Schemazeichnung, ebenso wie die Vorreinigung in der Darstellung von Fig. 2 nicht zu sehen, da diese Schritte u. U. in einer separaten Fertigungsstation vorgenommen werden.

Nach Reinigung und ggf. Aufrauhung kann dann der Klebstoff, wie bereits geschildert, mit einer flexiblen Walze bzw. einer entsprechenden anderen Auftragseinrichtung aufgebracht werden.

Nach der Klebstoffapplikation wird dann im elektrischen Feld beflockt und eine Klebstofftrocknung bzw. Klebstoffvernetzung durch Temperaturerhöhung oder einfach durch entsprechend langen Zeitablauf vorgenommen.

Neben dem einfachen Absaugen (Station 38) bzw. gleichzeitigem Blasen und Saugen (Station 42, 44) könnten die überschüssigen Flockfaser auch in hier nicht dargestellter Weise durch gleichzeitiges Bürsten und Saugen entfernt werden.

Claims (16)

1. Kopfschraube (10) oder ähnliches, mit einem Kopf (12) versehenes Befestigungsmittel, insbesondere zur Be­ festigung von Belägen, insbesondere von Belägen mit textilen Oberflächen in Fahrzeugen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die obere Fläche (16) des Kopfes (12) od. dgl. mit einer textilen Beschichtung, vorzugsweise Flock, versehen ist.

2. Kopfschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine ggf. vorhandene Umfangsfläche (20) des Kopfes (12) mit einem Flock (22) beschichtet ist.

3. Kopfschraube nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kopf eine Einsenkung für den Eingriff eines geeigneten Werkzeugs, wie Kreuzschlitz (8), Schlitz, Mehrkanteinsenkung od. dgl. aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flock (22) eine Faserlänge von zumindest dem Radius einer im wesentlichen runden oder der halben Breite einer im wesentlichen langgestreckten Einsenkung (18) aufweist.

4. Kopfschraube nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Flock (22) auf der Oberfläche (16) und ggf. der Umfangsfläche (20) des Schraubenkopfes (12) mit einem geeigneten Klebstoff befestigt ist.

5. Kopfschraube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Klebstoff versehene Oberfläche (16, 20) chemisch vorbehandelt oder chemisch aufgerauht ist.

6. Kopfschraube nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Klebstoff ein durch Zeitablauf und/oder Wärmezufuhr zu trocknender oder vernetzbarer Ein-Komponenten- oder Zwei-Komponenten-Klebstoff ist.

7. Kopfschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus textilen Fasern (Flock) mit Schnittlängen zwischen 0,3 und 4,0 mm besteht.

8. Kopfschraube nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die textilen Fasern (Flock) eine Faserstärke von 1,0 bis 50, vorzugsweise 1,7 bis 22 dtex aufweisen (1 dtex = Gewicht des Fadens, aus dem die Faser geschnitten wird, in Gramm pro 10.000 m Fadenlänge).

9. Kopfschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flock in einer Farbe eingefärbt ist, die der Farbe der zu befestigenden Abdeckung entspricht oder ihr konträr ist.

10. Kopfschraube nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbung durch Spinn-, Bad- oder Strangfärbung vorgenommen ist.

11. Kopfschraube nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbung durch Melangieren (Mischen von Flock­ fasern verschiedener Farben) vorgenommen ist.

12. Verfahren zur Befestigung von Belägen, insbesondere Belägen mit einer textilen Oberfläche in Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß als Befestigungsmittel eine Kopfschraube oder ein ähnliches Befestigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Flock konträr zu der zu befestigende Abdeckung eingefärbt ist, um dadurch einen Hinweis auf zum Bei­ spiel zu entfernende Beläge und auf deren Befestigungs­ teile zu liefern.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Befestigungsmittel eine Kopfschraube, Flügelschraube, Abdeckkappe, Hutmutter, oder ein sonstiges Befestigungsteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11 dient, dadurch gekennzeichnet, daß in der Be­ schichtung eine nicht textile Stoffmischung, wie z. B. Granulat (wie Kunststoff-Granulat), Holz- oder Sägemehl, mineralische Fasern, sowie sonstigen Mineralien und/oder Korund verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Projektionswänden in der Be­ schichtung Glasperlen enthalten sind.

16. Verfahren nach Anspruch 14, daß bei Kopfmuttern und Flügelschrauben die Beschichtung so gestaltet ist, daß sie die Griffigkeit erhöht und damit zum leichteren Ein- und Ausschrauben eine Drehmomenterhöhung erreicht wird.