DE19725329C2 - Schraube mit einem Schraubenkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraube mit einem Schrau­ benkopf mit den Merkmalen nach dem Oberbegriff von An­ spruch 1.

Schraubverbindungen sind in vielfältiger Weise durch Korrosion gefährdet, zum einen durch Oxidation in aggressi­ ver Umgebung und zum andern durch elektrolytische Kontakt­ korrosion bei Verbindungen von Materialien unterschiedli­ cher elektrolytischer Wertigkeit. Vor allem sind die Aufla­ geflächen und die Gewindebereiche betroffen. Zum Teil wird Abhilfe geschaffen, indem nicht rostende Schrauben und Mut­ tern eingesetzt werden, die sehr teuer sind und zudem die Gefahr der elektrolytischen Korrosion nicht beseitigen.

Es sind ferner aus dem Aufsatz Ulf Constantin, "Bei uns verklemmt nix!", erschienen in der Zeitschrift "Kon­ struktionpraxis" Heft Nr. 2, Februar 1996, Schraubverbin­ dungen bekannt, bei denen die Verbindungsstelle zwischen einer Schraube und einer Mutter durch eine Schutzkappe aus Kunststoff geschützt wird, die einen Klemmrand, Gewinde oder andere Befestigungselemente aufweist, mit denen sie auf der Mutter gehalten wird. Zusätzliche Dichtlippen kön­ nen die Abdichtung der Schraubverbindung nach außen verbes­ sern.

Die Schutzkappen erfordern einen zusätzlichen Montage­ vorgang, der sorgfältig durchgeführt werden muß, um die gewünschte Funktion zu erzielen, ohne die Schutzkappe oder ihre Dichtlippen zu beschädigen. Nach der Montage der Schutzkappe kann die Mutter nicht mehr mit einem Werkzeug gelöst werden, ohne zuvor die Schutzkappe zu entfernen, wodurch die Demontage der Schraube erschwert wird. Ferner besteht die Möglichkeit, daß die Schutzkappe bei der Monta­ ge vergessen wird.

Weiterhin sind aus DE 44 39 567 A1 Schraubverbindung bekannt, bei welchen der Schraubenkopf eine übergestülpte Kappe aufweist, welche den Schraubenkopf und das Gewinde der Schraube und des Bauteils vor Korrosion schützt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schrau­ be zu entwickeln, bei der die Gefahr der elektrolytischen Korrosion sicher vermieden ist und die sich dennoch einfach und funktionssicher montieren läßt. Sie wird erfindungsge­ mäß mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.

Die Erfindung geht von einer Schraube mit einem Schraubenkopf aus, der Mittel zum Ansetzen eines Werkzeugs und zu einem Gewinde hin eine Fläche hat. Im Bereich der Fläche weist der Schraubenkopf einen Bund auf, der mit ei­ nem Kunststoffring ummantelt ist, der bei der Montage der Schraube vor der Fläche zur Anlage kommt. Da der Kunst­ stoffring unverlierbar mit dem Schraubenkopf verbunden ist, kann er bei der Montage weder vergessen noch falsch mon­ tiert werden. Außerdem kommt er vor der Fläche des Schrau­ benkopfs zur Anlage und wird bei der Montage zusammenge­ drückt. Dadurch ergibt sich ein funktionssicherer Dichtver­ band. Dieser schützt sowohl die Fläche des Schraubenkopfs als auch den Bereich des Gewindes.

Gemäß einer Ausgestaltung ist es einfach zu erreichen, daß der Kunststoffring zunächst zur Anlage kommt, indem der Kunststoffring über die Fläche zum Gewinde hin vorsteht. Es ist dies allerdings auch dadurch möglich, daß eine Gegen­ fläche des zu verbindenden Teils eine entsprechende Ring­ wulst aufweist, die mit dem Kunststoffring zusammenwirkt.

Um die Funktionssicherheit der Abdichtung zu verbes­ sern und zu erreichen, daß die Schraube mehrfach gelöst werden kann, wird vorgeschlagen, daß die Fläche im Bereich des Kunststoffrings axial zurückgesetzt ist. Dadurch kann der Kunststoffring bei der Montage bis zur Fläche zurückge­ drückt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß er zer­ quetscht wird.

Zweckmäßigerweise wird der Kunststoffring auf dem Bund aufgespritzt. Dadurch liegt der Kunststoffring an der ge­ samten Berührungsfläche zum Bund hin dichtend an, so daß auch an dieser Trennstelle keine elektrolytisch wirksame Flüssigkeit eindringen kann.

Der Kunststoffring wird besonders vorteilhaft bei Schrauben aus Leichtmetallwerkstoff verwendet, die auch elektrodisch oxidiert sein können. Bei Maschinenteilen aus Leichtmetallwerkstoff, die zur Gewichtseinsparung immer häufiger im Flugzeug- und Fahrzeugbau eingesetzt werden, z. B. Aluminium, Silizium oder deren Legierungen, werden häufig Schrauben aus Stahl verwendet, die einen unter­ schiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Aufgrund der unterschiedlichen Längenänderungen beiden zulässigen Betriebstemperaturen ergeben sich entweder eine Material­ überlastung oder ein erheblicher Vorspannkraftverlust in den Schraubverbindungen. Durch Schrauben aus Leichtmetall­ werkstoff, die einen annähernd gleichen Wärmeausdehnungsko­ effizienten haben, treten diese Wärmedehnungsprobleme nicht auf, allerdings sind sie in erhöhtem Maße gegen eine elekt­ rolytische Kontaktkorrosion zu schützen.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind zahl­ reiche Merkmale im Zusammenhang dargestellt und beschrie­ ben. Der Fachmann wird die kombinierten Merkmale zweckmäßi­ gerweise im Sinne der zu lösenden Aufgaben auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam­ menfassen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Schraube mit einem geschnitten Kunststoff­ ring,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Schraube nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Variante einer Schraube nach Fig. 1 mit einer zurückgesetzten Fläche.

Die Schraube 1 hat einen Schraubenkopf 2 mit Ausneh­ mungen 3 am Umfang, in die ein nicht dargestelltes Werkzeug eingreifen kann, um die Schraube 1 anzuziehen. Die Form des Schraubenkopfes 2 kann, ebenso wie die Mittel zum Ansetzen eines Werkzeugs, beliebig sein. Dem Fachmann sind eine Vielzahl von Möglichkeiten bekannt. Beispielsweise kann der Schraubenkopf im Querschnitt kreisförmig gestaltet sein, während die Mittel zum Ansetzen eines Werkzeugs als Innen­ sechskant ausgebildet sind. Das Mittel zum Ansetzen des Werkzeugs kann beispielsweise sternförmig sein. Aus der Vielzahl der bekannten Sonderformen wird der Fachmann die für einen vorliegenden Einsatzfall geeignete Form wählen. Die Schraube 1 hat einen Schraubenschaft 8 mit einem Gewin­ de 9. Zwischen dem Gewinde 9 und einer Flache 6 des Schrau­ benkopfs 2 weist der Schraubenschaft 8 eine Eindrehung 10 auf.

Im Bereich der Fläche 6 hat der Schraubenkopf 2 einen Bund 4, der von einem Kunststoffring 5 ummantelt ist. Dabei bleibt ein Teil der Fläche 6 innerhalb des Bereichs des Bundes 4 frei. Der Kunststoffring 5 weist zum Gewinde 9 eine Auflagefläche 7 auf, die bei der Montage der Schrau­ be 1 zunächst mit einer nicht dargestellten Gegenfläche zur Auflage kommt und somit einen wirkungsvollen Dichtverband herstellt. Reicht die Druckfestigkeit des Kunststoffrings 5 für die Übertragung der Kräfte nicht aus, stützt sich die Fläche 6 des Schraubenkopfs 2 nach einem vorgegebenen Mon­ tageweg an der Gegenfläche ab. Dies kann einmal dadurch geschehen, daß die Gegenfläche einen Wulst aufweist, der in den Raum zwischen dem Kunststoffring 5 und dem Schrauben­ schaft 8 eindringt oder zum anderen dadurch, daß, wie in Fig. 3 dargestellt, die Fläche 6 im Bereich des Kunststoff­ rings 5 eine zurückgesetzte Fläche 11 aufweist. Bei der Montage wird der Kunststoffring 5 soweit zusammengedrückt, bis die Fläche 6 des Schraubenkopfs 2 an der Gegenfläche anliegt.

Bezugszeichen

1

Schraube

2

Schraubenkopf

3

Ausnehmung

4

Bund.

5

Kunststoffring

6

Fläche

7

Auflagefläche

8

Schraubenschaft.

9

Gewinde

10

Eindrehung

11

zurückgesetzte Fläche

Claims (7)

1. Schraube (1) mit einem Schraubenkopf (2), der Mit­ tel zum Ansetzen eines Werkzeugs und zu einem Gewinde (9) hin eine Fläche (6) bildet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schraubenkopf (2) im Bereich der Fläche (6) einen Bund (4) aufweist, der von einem Kunststoffring (5) ummantelt ist, welcher eine Auflageflä­ che (7) aufweist, und welcher im Schnitt U-förmig ausgebil­ det ist und bei der Montage der Schraube (1) am Werkstück zur Anlage kommt, wobei die Kraft vom Schraubenkopf (2) über den Kunststoffring (5) auf die Auflagefläche (7) über­ tragen wird und sich der Kunststoffring (5) dabei elastisch verformt.

2. Schraube (1) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kunststoffring (5) über die Fläche (6) zum Gewinde (9) hin vorsteht.

3. Schraube (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Flä­ che (6) im Bereich des Kunststoffrings (5) axial zurückge­ setzt ist.

4. Schraube (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffring (5) auf den Bund (4) aufgespritzt ist.

5. Schraube (1) nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Leichtmetallwerkstoff gefertigt ist.

6. Schraube (1) nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie elektrodisch oxidiert ist.

7. Schraube (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Befestigung bei Maschinenteilen aus Leichtmetallwerkstoff verwendet wird.