DE202015005206U1 - Gewindeformende Schraube - Google Patents

Abstract

Schraube mit Gewindeausbildung zum Gewindefurchen in Kunststoffen oder Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Schraubenkopfes mit einer spiegelverkehrt angebrachten Sperrverzahnung (1) ausgebildet ist.

Description

• Beschreibung und Stand der Technik
• Bei Schrauben, die sich ihr Gewinde z. B. in Kunststoffen oder Metallen in ein meist rundes Loch selbst formen, kommt es entscheidend darauf an, dass eine möglichst große Differenz zwischen dem Eindreh- und dem Überdrehmoment besteht. Das Eindrehmoment wird dabei in erster Linie von der Gewindereibung, dem Lochdurchmesser, der Einschraublänge und der Festigkeit des Mutternwerkstoffes bestimmt und soll möglichst gering sein. Das Überdrehmoment ergibt sich durch die zusätzliche Kopfreibung und die Vorspannkraft, die sich in der Verbindung einstellt. Wird das Überdrehmoment überschritten, dreht entweder das Gewinde im Mutternwerkstoff durch und zerstört das geformte Gewinde oder es kommt zum Schraubenabriss durch Überlastung.
• Sowohl Schrauben mit Kunststoffgewinde als auch Schrauben mit z. B. trilobularem Gewinde sind so ausgelegt, dass bei Einhaltung der vom Hersteller vorgegebenen Randbedingungen das Fenster zwischen Ein- und Überdrehmoment ausreichend groß ist, um eine sichere Verbindung erreichen zu können.
• In Einzelfällen kann aber z. B. aus Bauraumgründen die erforderliche Einschraubtiefe oder Ähnliches nicht erreicht werden. Damit verkleinert sich die Differenz zwischen Ein- und Überdrehmoment und es kann häufiger zu Fehlverschraubungen kommen.
• In diesen Fällen empfiehlt es sich, diese Differenz etwa durch Erhöhung der Kopfreibung zu vergrößern. Dadurch verringert sich zwar die Vorspannkraft bei gleichem Endanzugsmoment, aber bei untergeordneten Verschraubungen kann dies oft toleriert werden, zumal sich ja der Sicherungseffekt allein schon aus der spielfreien Gewindepassung ergibt.
• Aus der Praxis sind verschiedene Lösungen bekannt um die Kopfreibung durch eine entsprechende geometrische Ausbildung der Kopfunterseite zu erhöhen. Z. B. werden halbmondförmige Erhöhungen genutzt, um Lack vom Gegenbauteil zu schaben um eine bessere elektrische Kontaktierung zu erreichen.
• Aufgabenstellung/Problemlösung/Vorteile
• Aufgabenstellung war es, eine kostengünstig herstellbare Geometrie zu finden, die die Kopfreibung merklich erhöht aber gering genug ist um noch eine adäquate Vorspannung in der Verbindung zu erzeugen. Außerdem sollte es nicht zu einer bleibenden Schädigung des Gegenbauteils kommen. Die oben erwähnten Halbmonde führen zu einem abrupten Stopp der Verschraubung und graben sich in das Gegenbauteil irreversibel ein, ohne eine merkliche Vorspannung in die Verbindung zu übertragen. Versuche mit einer herkömmlichen Sperrverzahnung zeigten nur einen marginalen Anstieg des Überdrehmoments. Das spiegelverkehrte Aufbringen einer solchen gängigen Sperrverzahnung erhöhte dagegen in ersten Versuchen das Überdrehmoment auf das Doppelte ohne das Gegenbauteil signifikant zu schädigen und trotzdem die Verbindung noch merklich in Vorspannung zu bringen. Mit einer solchen Schraubengeometrie lässt sich auch bei Unterschreitung z. B. der erforderlichen Einschraubtiefe noch mit hoher Sicherheit eine i.O.-Verschraubung erreichen.

Claims (3)

1. Schraube mit Gewindeausbildung zum Gewindefurchen in Kunststoffen oder Metallen, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterseite des Schraubenkopfes mit einer spiegelverkehrt angebrachten Sperrverzahnung (1) ausgebildet ist.
2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese Sperrverzahnung in Anziehrichtung einen größeren Winkel zur Kopfunterseite aufweist als in Löserichtung α > β (2).
3. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrverzahnung teilweise oder ganz die Kopfunterseite der Schraube bedeckt.

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