DE19621284A1 - Befestigungselement, insbesondere aus Kunststoff hergestellte Ablaßschraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement, das durch Ur­ formen einstückig hergestellt ist, insbesondere eine aus Kunststoff hergestellte Ablaßschraube, mit einem mehrere Ge­ windegänge aufweisenden Gewinde.

Befestigungselemente in Form von Schrauben und Muttern sind allgemein bekannt. Insbesondere bei Schrauben oder Muttern, die aus Kunststoff in einem Spritzgußverfahren oder aus Me­ tall in einem Druckgußverfahren hergestellt sind, ergibt sich die Problematik, daß diese sich je nach Einsatzzweck im mon­ tierten Zustand unbeabsichtigt lösen können. Um einem solchen unbeabsichtigten Lösen vorzubeugen, müssen Sicherungsmaßnah­ men wie Sicherungsringe, Verplombungen oder ähnliches vorge­ sehen sein. Die gleiche Problematik ergibt sich auch für Ab­ laßschrauben an Kühlmittelkästen von Wärmeübertragern für Kraftfahrzeuge, da die Ablaßschrauben in der Regel aus Kunst­ stoff hergestellt sind. Auch bei solchen Ablaßschrauben müs­ sen Sicherungsringe vorgesehen sein, um ein unbeabsichtigtes Lösen der Ablaßschraube zu verhindern, da Leckageverluste der Kühlmittelkästen der Wärmeübertrager vermieden werden soll­ ten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Befestigungselement der eingangs genannten Art zu schaffen, das ohne zusätzliche Si­ cherungsmaßnahmen ein unbeabsichtigtes Lösen im montierten Zustand verhindert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß wenigstens ein endsei­ tiger Gewindegang gehemmt gestaltet ist. Die gehemmte Gestal­ tung von einem oder mehreren letzten Gewindegängen wird be­ reits bei der Herstellung des Befestigungselementes durch Ur­ formen vorgenommen. Die gehemmte Gestaltung des wenigstens einen endseitigen Gewindeganges führt zu einem erhöhten Kraftschluß bei der Montage des Befestigungselementes, sobald die entsprechenden Gewindegänge mit den korrespondierenden Gewindegängen des Gegenstückes in Eingriff gelangen. Bei Schrauben befindet sich der wenigstens eine endseitige Gewin­ degang, der gehemmt gestaltet ist, im Bereich des Schrauben­ kopfes und gelangt damit beim Einschrauben der Schraube zu­ letzt in Eingriff mit entsprechenden Gewindegängen der korre­ spondierenden Gewindebohrung. Die erfindungsgemäße Lösung sieht die gehemmte Gestaltung von Gewindegängen sowohl bei Innengewinden als auch bei Außengewinden vor, wobei als end­ seitige Gewindegänge mit gehemmter Gestaltung immer die Ge­ windegänge anzusehen sind, die beim Einschrauben kurz vor Er­ reichen der montierten Endposition des jeweiligen Befesti­ gungselementes in Eingriff gelangen.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Gewindesteigung des wenigstens einen endseitigen Gewindeganges gegenüber den üb­ rigen Gewindegängen verändert. Sowohl bei einer Verringerung als auch bei einer Vergrößerung der Gewindesteigung für den endseitigen Gewindegang ergibt sich bei der Montage ein er­ höhter Kraftschluß, der die gewünschte gehemmte Gestaltung gewährleistet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der wenigstens eine endseitige Gewindegang einen gegenüber den übrigen Ge­ windegängen vergrößerten Kerndurchmesser auf. Dies ist eine Ausgestaltung, die bei der Werkzeugherstellung für eine Kunststoffspritzguß- oder eine Metalldruckgußproduktion be­ sonders einfach realisierbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der wenigstens eine endseitige Gewindegang einen gegenüber den übrigen Ge­ windegängen verringerten Flankenwinkel auf. Auch diese Ausge­ staltung ist für den praktischen Einsatz besonders vorteil­ haft, da mit einfachen Mitteln der gewünschte erhöhte Kraft­ schluß erzielbar ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der Außendurch­ messer des wenigstens einen endseitigen Gewindeganges gegen­ über den übrigen Gewindegängen vergrößert. Selbstverständlich darf der Außendurchmesser sich nur so weit vom Außendurchmes­ ser der übrigen Gewindegänge unterscheiden, daß kein Blockie­ ren beim Einschrauben des Befestigungselementes erzielt wird. Der veränderte Kraftschluß darf im Bereich des wenigstens ei­ nen endseitigen Gewindeganges nur so weit erhöht sein, daß eine Befestigung und gegebenenfalls ein erneutes Lösen mit­ tels eines üblichen Werkzeuges durch eine Montageperson mög­ lich ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt einen aus Kunststoff hergestellten Kühlmittel­ kasten für einen Kraftfahrzeug-Wärmeübertrager, der mit einer Ablaßbohrung zur Aufnahme eines erfindungs­ gemäßen Befestigungselementes in Form einer Ablaß­ schraube versehen ist,

Fig. 2 in vergrößerter Schnittdarstellung einen Ausschnitt des Wärmeübertragers nach Fig. 1,

Fig. 3 die Ablaßschraube nach Fig. 2 in einem Halbschnitt,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Kopf der Ablaßschraube nach Fig. 3, und

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt der Ablaßschraube nach Fig. 3 im Bereich V in Fig. 3.

Ein Kühlmittelkasten (1) nach Fig. 1 ist Teil eines Kraft­ fahrzeugwärmeübertragers und ist beim dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel aus Kunststoff hergestellt. Der Kühlmittelka­ sten (1) weist einen Ablaufstutzen (2) auf, an den entspre­ chende Kühlmittelschläuche angeschlossen sind. Der Kraftfahr­ zeug-Wärmeübertrager und damit auch der Kühlmittelkasten (1) sind Teile eines Motorkühlkreislaufes für ein Kraftfahrzeug. Um bei Bedarf eine vollständige und schnelle Entleerung des Wärmeübertragers und damit auch des Kühlmittelkastens (1) von Kühlflüssigkeit zu ermöglichen, weist der Kühlmittelkasten (1) eine Ablaßvorrichtung (Fig. 1 und 2) auf. In eine ent­ sprechende, nach außen führende Öffnung der Ablaßvorrichtung (3) ist eine Ablaßschraube (4) einschraubbar (Fig. 2 bis 5), die einstückig aus Kunststoff hergestellt ist. Die Ablaß­ schraube (4) wird in einem Kunststoffspritzgußverfahren in einem einzelnen Arbeitsgang hergestellt. Die Montage der Ab­ laßschraube (4) erfolgt in Pfeilrichtung (M). Zum Einschrau­ ben der Ablaßschraube (4) weist diese ein nachfolgend näher beschriebenes Außengewinde (7) auf. In der Öffnung der Ablaß­ vorrichtung ist eine mit einem korrespondierenden Innengewin­ de versehene Gewindebohrung vorgesehen, in die die Ablaß­ schraube (4) einschraubbar ist.

Die Ablaßschraube (4) nach den Fig. 2 bis 5 weist einen scheibenförmigen Kopf (5) auf, der mit axial nach innen füh­ renden Werkzeugangriffsflächen in Form von Innensechskantflä­ chen (6) versehen ist. Vom Kopf (5) ausgehend weist die Ab­ laßschraube (4) einen Schraubenschaft auf, der an den Kopf (5) anschließend über etwa die Hälfte seiner axialen Länge mit einem Außengewinde (7) versehen ist, das über nahezu sei­ ne gesamte Länge in Form eines metrischen Isogewindes gestal­ tet ist. Am freien Stirnende des Schraubenschaftes ist eine Ringnut (8) für die Aufnahme eines Dichtungsringes vorgese­ hen. Das Außengewinde (7) weist eine integriere Sicherung ge­ gen ein unbeabsichtigtes Lösen der Ablaßschraube (4) im ein­ geschraubten Zustand auf. Die integrierte Sicherung ist durch eine gegenüber den Gewindegängen (9) des metrischen Isogewin­ des unterschiedliche Gestaltung von zwei endseitigen, zum Kopf (5) hin gerichteten letzten Gewindegängen (1a) vorgese­ hen. Die beiden endseitigen Gewindegänge (10) sind gehemmt gestaltet, wodurch sich im Bereich dieser beiden Gewindegänge (10) beim Einschrauben der Ablaßschraube (4) in die Gewinde­ bohrung ein erhöhter Kraftschluß ergibt. Die gehemmte Gestal­ tung der beiden Gewindegänge (10) wurde durch eine Änderung der Flankenwinkel (β) gegenüber den Flankenwinkeln (α) der Gewindegänge (9) hervorgerufen, die Teile des metrischen Iso­ gewindes bilden. Außerdem ist bei den Gewindegängen (10) auch der Kerndurchmesser (K₂) gegenüber dem Kerndurchmesser (K₁) des metrische Isogewindes verändert. Der Flankenwinkel (β) bei den gehemmt gestalteten Gewindegängen (10) ist geringer als der Flankenwinkel (α) der übrigen Gewindegänge (9) und beträgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel 58° gegenüber 60° des metrischen Isogewindes. Der Kerndurchmesser (K₂) der beiden Gewindegänge (10) ist größer als der Kerndurchmesser (K₁) der Gewindegänge (9) und damit des metrischen Isogewin­ des. Beim Einschrauben der Ablaßschraube (4) entsteht somit ein gegenüber den während des vorhergehenden Einschraubvor­ ganges auftretenden Einschraubkräften erhöhter Kraftschluß, sobald die beiden Gewindegänge (10) mit den korrespondieren­ den Gewindegängen am Innengewinde der Gewindebohrung in Ein­ griff geraten, wodurch sich eine erhöhte Verspannung der Ab­ laßschraube (4) ergibt. In der eingeschraubten Endposition der Ablaßschraube (4) befinden sich beide Gewindegänge (10) in Eingriff mit den Gewindegängen des Innengewindes innerhalb der Ablaßvorrichtung und sichern somit die Ablaßschraube (4) mit hohem Kraftschluß gegen ein unbeabsichtigtes Lösen aus der Öffnung der Ablaßvorrichtung (3), so daß das Vorsehen von Sicherungsringen oder ähnlichen Sicherungsmaßnahmen entbehr­ lich ist. Die unterschiedliche Gestaltung der letzten Gewin­ degänge (10) erfolgt in einfacher Weise bei der Herstellung des Spritzgußwerkzeuges. Selbstverständlich sind außer den beschriebenen Änderungen der endseitigen Gewindegänge auch andere Änderungsmöglichkeiten der Gewindegänge für eine ge­ hemmte Gestaltung von der erfindungsgemäßen Lösung einge­ schlossen. Der Schutz soll sich jedoch ausdrücklich nur auf solche gehemmte Gestaltungen beziehen, die durch eine Formung der endseitigen Gewindegänge bereits bei der Herstellung in einem Spritzguß- oder einem anderen Urformverfahren vorgenom­ men werden können, da sich nur dann der wesentliche Vorteil ergibt, in einem einzelnen Arbeitsgang zusätzlich zu der Her­ stellung der entsprechenden Schraube auch bereits eine Siche­ rung zu integrieren. Nachträglich vorgenommene Änderungsmaß­ nahmen durch Umform- oder Trennvorgänge sollen von der erfin­ dungsgemäßen Lösung nicht erfaßt werden.

Claims (5)

1. Befestigungselement, das durch Urformen einstückig her­ gestellt ist, insbesondere aus Kunststoff hergestellte Ablaß­ schraube, mit einem mehrere Gewindegänge aufweisenden Gewin­ de, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein endseitiger Gewindegang (10) gehemmt gestaltet ist.

2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gewindesteigung des wenigstens einen end­ seitigen Gewindeganges (10) gegenüber den übrigen Gewindegän­ gen verändert ist.

3. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der wenigstens eine endseitige Gewindegang (10) einen gegenüber den übrigen Gewindegängen (9) vergrößerten Kerndurchmesser aufweist.

4. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der wenigstens eine endseitige Gewindegang (10) einen gegenüber den übrigen Gewindegängen (9) verringer­ ten Flankenwinkel (β) aufweist.

5. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außendurchmesser des wenigstens einen end­ seitigen Gewindeganges gegenüber den anderen Gewindegängen vergrößert ist.