DE19811404A1

DE19811404A1 - Washer-like plastics or metal screw fixture with inward-directed flexible arms

Info

Publication number: DE19811404A1
Application number: DE1998111404
Authority: DE
Inventors: Walter Holzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1998-03-16
Publication date: 1999-09-23

Abstract

A fixture which performs the function of a nut, consists of a washer with inward directed semi-flexible arms projecting inwards at an angle of about 45 degrees. The arms (17) terminate in short upward extensions (3) at right-angles to the washer (20). The inward-directed extension faces of the upward extensions have threads which interface with those on a bolt push-fitted from below. The fixture may be manufactured in plastics or metal.

Description

Es ist müßig, über die unendliche Bedeutung der Schraubverbindungen in der heuti gen Technik zu sprechen. Aber in zahllosen Fällen ist es notwendig, Schrauben mit vielen Umdrehungen in ein Muttergewinde einzusetzen, was nicht nur lästig, sondern auch sehr zeitraubend sein kann, besonders dann, wenn z. B. bei Schlitzschrauben der Schraubendreher immer abgleitet und immer wieder die richtige Position gesucht werden muß. Wenn eine solche Arbeit noch unter erschwerenden Bedingungen stattfindet, z. B. beim Aufhängen von Beleuchtungskörpern, auf einer Leiter stehend, so kommen noch zusätzliche Gefahrenmomente hinzu.It is idle about the infinite importance of screw connections in today to speak against technology. But in countless cases, it is necessary to use screws many turns in a nut thread, which is not only annoying, but can also be very time consuming, especially when e.g. B. with slotted screws the screwdriver always slips and the right position is searched again and again must become. If such work is still under aggravating conditions takes place, e.g. B. when hanging lighting fixtures, standing on a ladder, so there are additional moments of danger.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubenverbindung zu schaffen, welche das mühselige Eindrehen von langen Gewinden radikal verkürzt und erleichtert.The object of the invention is to provide a screw connection which tedious screwing in of long threads radically shortened and relieved.

Erreicht wird das erfindungsgemäß dadurch, daß man das Muttergewinde in mehrere Gewinde-Segmente aufteilt, die beim Eindrücken der Schraube federnd elastisch nach außen ausweichen können und das Außengewinde der Schraube oder z. B. eines Rohrgewindes einfach etwa bis auf die gewünschte Länge eindrückt, wobei in dieser Lage die Gewinde-Segmente in den zuletzt erreichten Gewindegang des Außengewinde der Schraube einfallen. Maximal eine einzige weitere Umdrehung des Außengewindes genügt um die Schraube festzudrehen.This is achieved according to the invention in that the nut thread in several Splits thread segments that are resilient when the screw is pressed in can dodge to the outside and the external thread of the screw or z. B. one Pipe thread simply presses in to about the desired length, being in this Position the thread segments in the thread thread last reached Insert the external thread of the screw. A maximum of one more revolution of the External thread is sufficient to tighten the screw.

Dies ist nur möglich, wenn die Gewinde-Segmente des Muttergewindes derart abgestützt sind, daß aus der axial ausgeübten Kraft beim Eindrücken des Außengewindes eine radiale Kraftkomponente entsteht, welche die Gewinde- Segmente nach außen schiebt. Das Einbringen des Außengewindes in das Muttergewinde auf einegewünschte Tiefe wird durch Anschläge erleichtert, welche die Eindringtiefe des Außengewindes begrenzen.This is only possible if the thread segments of the nut thread are such are supported that from the axially applied force when pressing in External thread creates a radial force component that Pushes segments outwards. The insertion of the external thread into the Nut threads to a desired depth are facilitated by stops limit the depth of penetration of the external thread.

Ein solcher Anschlag - es kann sich auch z. B. um den Schraubenkopf handeln - hat den Vorteil, daß bei einem weiteren Einschrauben des Außengewindes eine axiale Kraft entsteht, die erfindungsgemäß dazu benützt werden kann - bei entsprechender Lagerung der Gewinde-Segmente - eine radiale Kraftkomponente nach innen zu erzeugen, die das Außengewinde klemmt. Dadurch entsteht eine zuverlässige Sicherung der Schraubverbindung.Such an attack - it can also happen, for. B. act around the screw head - has the advantage that if the external thread is screwed in further, an axial Force arises that can be used according to the invention - with the corresponding Bearing of the thread segments - a radial force component towards the inside generate that clamps the external thread. This creates a reliable Securing the screw connection.

Eine extrem einfache und billige Ausführung eines erfindungsgemäßen Muttergewin des benötigt lediglich etwa einen Gewindeumgang, der z. B. in einem Blech angeord net ist. Eine solche "gestanzte elastische Mutter" kann zusätzlich mit Anlageflächen oder Krallen versehen werden, um eine Verdrehungssicherung gegenüber den zu verbindenden Teilen zu erreichen, wobei das Blech selbst bereits eines der zu ver bindenden Teile sein kann.An extremely simple and inexpensive execution of a nut profit according to the invention the only needs about a thread, the z. B. arranged in a sheet is not. Such a "punched elastic nut" can also have contact surfaces or claws are provided to prevent rotation against the to achieve connecting parts, the sheet itself being one of the ver binding parts can be.

Um die Tragfähigkeit einer erfindungsgemäßen Schraubenverbindung zu erhöhen, wird vorgeschlagen, die Gewinde-Segmente mit mehreren Gewindegängen auszustatten, die in mehrere Gewindegänge des Außengewindes eingreifen. Dies wird besonders für Kunststoffgewinde vorgeschlagen.In order to increase the load-bearing capacity of a screw connection according to the invention, it is suggested the thread segments with multiple threads equip, which engage in several threads of the external thread. This is particularly suggested for plastic threads.

Das Einsetzen der Schrauben in die elastisch zurückweichenden Gewinde-Segmente wird erfindungsgemäß durch axiale Führungsstege erleichtert, die zwischen den Gewinde-Segmenten angeordnet sind.The insertion of the screws in the elastically receding thread segments is facilitated according to the invention by axial guide webs between the Thread segments are arranged.

Bei der Vielzahl der möglichen Schraubverbindungen kann im folgenden nur eine Be schreibung von ausgewählten Beispielen gegeben werden, die die Anwendungsmög lichkeiten nicht erschöpfend zeigen können. Aus den Beispielen, die in keiner Art be schränkend aufzufassen sind, gehen zahlreiche Hinweise und Anregungen hervor, die den Erfindungsgedanken und seine Anwendungsmöglichkeiten beschreiben. Given the multitude of possible screw connections, only one item can be described below be given of selected examples, the application possibilities cannot exhaustively show possibilities. From the examples, which in no way be are to be interpreted restrictively, numerous hints and suggestions emerge that describe the idea of the invention and its possible applications.

Fig. 1 zeigt die Kräfteverhältnisse beim Einstecken einer Schraube in ein mehr gängiges Muttergewinde aus Kunststoff. Fig. 1 shows the force relationships when inserting a screw in a more common nut thread made of plastic.

Fig. 2 zeigt die Anordnung Fig. 3 bei fest angezogener Schraube. Fig. 2 shows the arrangement of Fig. 3 with the screw tightened.

Fig. 3 zeigt schematisch eine "gestanzte elastische Mutter" im Schnitt. Fig. 3 shows schematically a "punched elastic nut" in section.

Fig. 4 ist eine Ansicht der elastischen Gewinde-Segmente, axial in Richtung auf das Schraubenende gesehen. Fig. 4 is a view of the elastic thread segments, seen axially towards the screw end.

Der Hauptvorteil eines erfindungsgemäßen Muttergewindes ist aus Fig. 1 klar zu er kennen: Sobald die Schraube (1) mit dem Außengewinde (2) in Pfeilrichtung (8) ge gen die Gewinde-Segmente (3) gedrückt wird, werden diese um die theoretischen Drehpunkte (4) in den Pfeilrichtungen (9) auseinandergeschwenkt, so daß die Schraube (1) ohne Drehbewegung zwischen den Gewinde-Segmenten (3) durchge schoben werden kann. Dabei rasten die Gewindeprofile (10) der Gewinde-Segmente (3) immer wieder im Profil der Außengewinde (2) ein, bis die Schraube in der ge wünschten Eintauchtiefe angelangt ist. Das Kräfteparallelogramm (11) gibt einen Überblick über die dabei auftretende Kräfteverteilung: Die in Richtung (8) wirkende Einschubkraft (5) kann in die Abstützkomponente (6) in Richtung des theoretischen Drehpunktes (4) - der als Ersatz für komplexe Biegeverformungen anzusehen ist - und in eine Ausschwenkkomponente (7), welche das Ausschwenken des Gewinde- Segmentes (3) bewirkt, zerlegt werden. Der Angriffspunkt dieser Kräfte befindet sich selbstverständlich am Berührungspunkt (19) von dem Außengewinde (2) und dem Gewinde-Segment (3). Zugunsten einer besseren und übersichtlicheren Darstellung wurde in den Fig. 1 und 2 das Kräfteparallelogramm verschoben.The main advantage of a nut thread according to the invention can be seen clearly from FIG. 1: As soon as the screw ( 1 ) with the external thread ( 2 ) is pressed in the direction of the arrow ( 8 ) against the thread segments ( 3 ), these become the theoretical pivot points ( 4 ) pivoted apart in the directions of the arrow ( 9 ) so that the screw ( 1 ) can be pushed through without turning between the thread segments ( 3 ). The thread profiles ( 10 ) of the thread segments ( 3 ) always snap into the profile of the external thread ( 2 ) until the screw has reached the desired immersion depth. The parallelogram of forces ( 11 ) provides an overview of the force distribution that occurs: The insertion force ( 5 ) acting in the direction ( 8 ) can be inserted into the support component ( 6 ) in the direction of the theoretical pivot point ( 4 ) - which can be regarded as a replacement for complex bending deformations - and disassembled into a pivoting component ( 7 ) which causes the threaded segment ( 3 ) to pivot out. The point of application of these forces is of course at the point of contact ( 19 ) of the external thread ( 2 ) and the thread segment ( 3 ). The parallelogram of forces has been shifted in FIGS. 1 and 2 in favor of a better and clearer representation.

In Fig. 2 ist die Schraube (1) nach dem Einsetzen bis zum Anschlag (12) dargestellt, nachdem sie zunächst durch die Gewinde-Segmente (3) geschoben, und ein eventuell verbleibender Abstand durch eine kurze Drehbewegung überwunden wurde. Der restliche, verbleibende Abstand nach dem Einschieben kann höchstens eine Umdrehung der Schraube (1) ausmachen, da bei einem größeren Abstand die Gewinde-Segmente (3) schon in den nächsten Gewindegang eingerastet wären. In Fig. 2, the screw ( 1 ) is shown up to the stop ( 12 ) after it has been inserted, after it has first been pushed through the threaded segments ( 3 ) and a possible remaining distance has been overcome by a brief rotary movement. The rest of the remaining distance after insertion can make up at most one turn of the screw ( 1 ), since the larger the distance, the thread segments ( 3 ) would already be engaged in the next thread.

Nachdem der Schraubenkopf (21) am Anschlag (12) anliegt, entsteht beim weiteren Eindrehen der Schraube (1) ein Anpressdruck (14), der unter Umständen einen großen Wert erreichen kann. Der Anpressdruck (14) kann wieder in eine nicht sich auswirkende Abstützkomponente (15) und in eine, diesmal umgekehrt wirkende Einschwenkkomponente (16) zerlegt werden, wie im Kräfteparallelogramm (13) dargestellt. Je stärker die Schraube (1) eingedreht wird, umso größer wird die Einschwenkkomponente (16), die das Außengewinde (2) kräftig klemmt und damit eine zuverlässige Sicherung gegen unbeabsichtigtes Lösen der Schraubverbindung darstellt. Das erfindungsgemäße elastische Muttergewinde kann selbstsperrend ausgebildet werden.After the screw head ( 21 ) rests against the stop ( 12 ), a contact pressure ( 14 ) is created when the screw ( 1 ) is screwed in further, which under certain circumstances can reach a large value. The contact pressure ( 14 ) can again be broken down into a non-effective support component ( 15 ) and into a pivoting component ( 16 ), this time acting in reverse, as shown in the parallel force diagram ( 13 ). The more the screw ( 1 ) is screwed in, the larger the pivoting component ( 16 ), which clamps the external thread ( 2 ) firmly and thus represents a reliable safeguard against unintentional loosening of the screw connection. The elastic nut thread according to the invention can be designed to be self-locking.

Voraussetzung ist allerdings, daß der Winkel (22) zwischen der Abstützkomponente (15) und dem Anpreßdruck (14) möglichst größer als 45 Winkelgrade ist, da sonst die Gefahr besteht, daß die Gewinde-Segmente (3) an den Flanken der Außengewindes (2) abrutschen und die Einschwenkkomponente (16) nicht ausreicht, um die beiden Gewinde im Eingriff zu halten. Der Reibungskoeffizient der verwendeten Werkstoffe hat selbstverständlich einen gewissen günstigen Einfluß, sollte aber bei der Konstruktion nicht als Sicherheitsfaktor angesehen werden.However, the prerequisite is that the angle ( 22 ) between the support component ( 15 ) and the contact pressure ( 14 ) is as large as possible than 45 degrees, since otherwise there is a risk that the thread segments ( 3 ) on the flanks of the external thread ( 2 ) slide off and the pivoting component ( 16 ) is not sufficient to hold the two threads in engagement. The coefficient of friction of the materials used naturally has a certain favorable influence, but should not be considered a safety factor in the design.

Zu empfehlen ist, wie im Beispiel einer "gestanzten elastischen Mutter" (20) in Fig. 3 dargestellt, daß die Gewinde-Segmente (3) auf den Flanken (23) des Außengewindes (2) mindestens im Winkel von 90 Grad aufliegen.It is recommended, as shown in the example of a "punched elastic nut" ( 20 ) in Fig. 3, that the thread segments ( 3 ) rest on the flanks ( 23 ) of the external thread ( 2 ) at least at an angle of 90 degrees.

Die Möglichkeit, mehrere Gewinde-Segmente (3) anzuordnen, ist in der Darstellung Fig. 4 zu sehen. Die Mutter (20) gemäß Fig. 3 ist in Richtung auf das Schraubenende (18) gesehen und besitzt sechs Gewinde-Segmente (3), die jeweils um 60 Winkelgrade versetzt angeordnet sind. Durch die größere Anzahl der Gewinde- Segmente (3) wird die Tragkraft der Mutter (20) entsprechend erhöht, so daß auch eine eingängige elastische gestanzte Mutter (20) größere Kräfte tragen kann. The possibility of arranging several thread segments ( 3 ) can be seen in the illustration in FIG. 4. The nut ( 20 ) according to FIG. 3 is seen in the direction of the screw end ( 18 ) and has six thread segments ( 3 ), which are each offset by 60 degrees. Due to the larger number of thread segments ( 3 ), the load capacity of the nut ( 20 ) is increased accordingly, so that even a catchy elastic stamped nut ( 20 ) can carry greater forces.

Um gestanzte elastische Muttern (20) gegenüber den zu verbindenen Gegenständen verdrehungssicher zu machen, können Krallen (24) oder Anschläge (25) als Ver drehungssicherungen vorgesehen werden.In order to make punched elastic nuts ( 20 ) secure against twisting relative to the objects to be connected, claws ( 24 ) or stops ( 25 ) can be provided as security against rotation.

Da die Gewinde-Segmente (3) einerseits elastisch nachgeben sollen, andererseits aber durch die Abstützkräfte stark belastet werden, wird ferner vorgeschlagen, die nicht einer Biegebeanspruchung unterliegenden Teile der Gewinde-Segmente (3) im Vergleich zu den elastischen Teilen zu verstärken. Das kann z. B. bei Stanzteilen durch Prägungen (26), wie in Fig. 4 gezeigt, oder durch Rippen oder Profile geschehen. Alle diesbezüglichen bekannten Verfahren sind erfindungsgemäß anwendbar. Bei dem Beispiel Fig. 1 wird man zweckmäßigerweise den oberen Teil, der das Gewindeprofil (10) trägt, starr ausbilden, hingegen sollte der Bereich nahe dem Drehpunkt (4) möglichst weich und elastisch biegsam sein.Since the thread segments ( 3 ) on the one hand should yield elastically, but on the other hand are heavily loaded by the supporting forces, it is also proposed to reinforce the parts of the thread segments ( 3 ) that are not subject to bending stress in comparison to the elastic parts. That can e.g. B. in stamped parts by embossing ( 26 ), as shown in Fig. 4, or by ribs or profiles. All known methods in this regard can be used according to the invention. In the example of Fig. 1, the upper part, which carries the threaded profile ( 10 ), is expediently rigid, whereas the area near the pivot point ( 4 ) should be as soft and elastic as possible.

Im übrigen sind in allen Darstellungen die für die freie Beweglichkeit der Gewinde- Segmente erforderlichen Schlitze (34) einheitlich bezeichnet. Das gleiche gilt auch für alle funktionsgleichen Teile in allen Abbildungen.Moreover, the slots ( 34 ) required for the free movement of the thread segments are uniformly designated in all representations. The same applies to all functionally identical parts in all illustrations.

Hier bringen die geteilten Gewinde-Segmente noch einen weiteren wichtigen Vorteil:
Die einfache Produktionsmöglichkeit einer "Steckmutter" mit geteilten Gewinde- Segmenten, ob in Metall oder Kunststoff, ist schon ein ausreichender Vorteil, sie möglichst oft anzuwenden, aber besonders bei Schraubverbindungen mit zahlreichen Gewindeumgängen ist diese Lösung unentbehrlich.The split thread segments bring another important advantage here:
The simple production possibility of a "plug nut" with divided thread segments, whether in metal or plastic, is a sufficient advantage to use it as often as possible, but this solution is indispensable especially for screw connections with numerous thread circumferences.

Anwendungen auf dem weiten Gebiet der Befestigungsdübel sind erfindungsgemäß ebenso im Schutzbereich anzusehen wie in allen Bereichen des Gerätebaus.Applications in the wide field of fastening anchors are according to the invention as well in the protection area as in all areas of device construction.

Claims

1. nut thread for screws and other external threads for connecting two or more objects, characterized in that the nut thread is divided into at least two thread segments that are resiliently ela tically radially outwardly movable in the nut thread when the external thread is pressed into the nut thread, and that the thread segments fall further into the external thread when the external thread is inserted.

2. nut thread for screws and other external threads according to claim 1, characterized in that the thread segments of the nut thread are stored in such a way that the axially applied force when the External thread results in a radial force component to the outside.

3. Nut thread for screws and other external threads according to one of the before standing claims, characterized in that at least one Stop is present, the depth of penetration of the external thread in the Limited nut thread.

4. Nut thread for screws and other external threads according to one of the before standing claims, characterized in that the threaded Segments of the nut thread are supported so that when tightening of the external thread after reaching the stops, which are the depth of penetration limit a radial force component on the thread segments after inside results.

5. Nut thread for screws and other external threads according to one of the before standing claims, characterized in that the nut thread with its thread segments in a flat part, e.g. B. a sheet is arranged, which is provided with claws and / or contact surfaces to a To prevent rotation against the parts to be connected.

6. Nut thread for screws and other external threads according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded Segments of the nut thread in several threads of the external thread intervention.

7. Nut thread for screws and other external threads according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded Segments and / or the external thread consist of plastic.

8. Nut thread for screws and other external threads according to one of the preceding claims, characterized in that the threaded Segments an elastically soft and a rigid support area exhibit.

9. Nut thread for screws and other external threads according to one of the before standing claims, characterized in that between the Threaded segments Guide bars for straight insertion of the There are external threads.