DE2021317B2 - Selbstsicherndes gewindeelement und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Selbstsicherndes gewindeelement und verfahren zu dessen herstellung

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DE2021317B2 DE19702021317 DE2021317A DE2021317B2 DE 2021317 B2 DE2021317 B2 DE 2021317B2 DE 19702021317 DE19702021317 DE 19702021317 DE 2021317 A DE2021317 A DE 2021317A DE 2021317 B2 DE2021317 B2 DE 2021317B2
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    • F16B39/00Locking of screws, bolts or nuts
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein selbstsicherndes Gewindeelement, auf dessen Gewinde ein Sicherungselement aus thermoplastischem Kunststoff aufgetragen ist sowie auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Gewindeelements.
Ein Gewindeelement der vorstehend genannten Art ist bereits bekannt (schweizerische Patentschrift 046). Dieses selbstsichernde Gewindeelement hat sich inzwischen auf vielen Anwendungsgebieten bewährt, weshalb es dementsprechend weit verbreitet Verwendung gefunden hat. Es hat sich jedoch gezeigt, daß in manchen Fällen das zum Ein- bzw. Ausschrauben erforderliche Drehmoment zu hoch ist. Versuche, das Drehmoment durch dünnere Sicherungselemente zu vermindern, haben insofern nicht zum erwünschten Erfolg geführt, als die verwendeten dünneren Kunststoff- bzw. Plastikschichten mitunter lediglich Ungleichmäßigkeiten der Gewinde ausgeglichen haben.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein selbstsicherndes Gewindeelement der eingangs genannten Art so auszubilden, daß bei geringerem erforderlichem Drehmoment etwa die gleiche Sperrwirkung erzielt wird.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem Gewindeelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß der Kunststoff in Form von zueinander im Abstand befindlichen Erhebungen aufgetragen ist, zwischen denen keine oder nur eine dünne Kunststoffschicht vorhanden ist, wobei die radiale Dicke der Erhebungen mindestens 75% des maximalen Gewindespiels der zu sichernden Verschraubung beträgt
Die Erfindung bringt gegenüber dem oben betrachteten bekannten selbstsichernden Gewindeelement den Vorteil mit sich, daß auf relativ einfache Weise das zur Betätigung erforderliche Drehmoment bei etwa gleichbleibender Sperrwirkung verringert werden kann und daß die erforderliche Kunststoffmenge herabgesetzt ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung beträgt dis radiale Dicke der Erhebungen zwischen 75 und 150% des maximalen Gewindespieis der zu sichernden Verschraubung. Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer Verbesserung der Sperrwirkung.
Zur Herstellung eines selbstsichernden Gewindeelements gemäß der Erfindung ist es zweckmäßig, ein Verfahren zu benutzen, bei dem Kunststoffteilchen in einem Luftstrahl auf das erhitzte Gewindeelement aufgetragen werden, auf welchem die betreffenden Run:·;-Stoffteilchen nach ihrem Schmelzen in den Gewind;-gängen haften. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftstrahl die Kunststoffteilchen in einer Menge von 5 bis 50% der Menge beigegeben werden, die zu ein^rn zusammenhängenden Sicherunu'.-element von im Querschnitt konvexer Form führen würde. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß bei der Herstellung eines selbstsichernden Gewin'-elements mit relativ einfachen Verfahrensschritten ausgenommen werden kann.
In der nachstehenden Beschreibung ist '.rfindung an Hand eines in der Zeichnung dargesu :n Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 in perspektivischer Darstellung ein selbsisicherndes Gewindeelement gemäß der Erfindung und F i g. 2 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab durch einen mit einem Sicherungselement versehenen Abschnitt eines Schraubenschaftes.
Wie in F i g. 1 und 2 dargestellt, ist ein Gewindeelement 10 mii einem Gebilde 12 aus einem thermoplastischen Kunststoff versehen, der nachstehend auch als wärmeerweich bares Plastikmaterial bezeichnet wird. Das betreffende Gebilde 12 haftet an bestimmten Flächen des Gewindes an und wird dadurch gebildet, daß feine Kunststoffteilchen, im folgenden auch als Plasiikteilchen bezeichnet, auf die \orher erhitzte Gewindeoberfläche des Gewindeelements 10 aufgestrahlt und dort angeschmolzen werden. Die Haftung des Gebildes 12 an dem Gewindeelement 10 läßt sich durch einen vorher aufgetragenen Film 16 aus einem thermoplastischen Harz bzw. harzigen Grundiermittel wesentlich verbessern.
Aus F i g. 2 geht hervor, daß das Plastikgebilde 12 zwischen den Flanken 26 des Gewindes in Form von Erhebungen oder dickeren Anlagerungen 20 vorhanden ist, wobei Zwischenräume 22 zwischen den Erhebungen 20 keine oder nur eine sehr geringe Plastikbeschichtung aufweisen. Plastikmaterial 24 setzt sich auch — wenngleich in geringeren Mengen — an den Gewindeflanken 26 und -spitzen 28 ab. An diesen Stellen ist es indessen ohne Belang, ob das Plastikmaterial zusammenhängt oder unterbrochen ist.
Der nachstehend gebrauchte Ausdruck »Maximalspiel« bezieht sich auf den Abstand zwischen der Gewindespitze einer Schraube mit dem für eine bestimmte Größeneinheit geringsten Durchmesser und dem Gewindefuß einer Mutter mit dem für die gleiche Größeneinheit größten Durchmesser.
Es ist festgestellt worden, daß eine gute Schrauben-
sicherung bei geringem Ein- und Ausschraubdrehmoment eraelt werden kann, wenn die Dicke der Erhebungen20 zwischen den Gewindenanken etwa 75 b s etwa 150·/. des Maximalspieles mtarTuptsachlich wirkende Reibschluß, welcher zu der ge- S
ESS? **™?Τ* führt-entsteht zvischen den
Si1ge-nf *%%**? den Gewindeflanken 26 nahe dem Gewindefuß 18 eines Außengewindes und den Gewindespitzenund oberen Flankenteile.i eines Innengewindes Die Gewindespitzen und oberen Flankenteile des Innengewindes deformieren dabei die Erhebungen 20, wobei das Plastikmaterial der Erhebungen 20 teilweise in die Zwischenräume 22 gequetscht wird Die Sperrwirkung wird auch dann nicht beeinträchtigt, wenn das Spiel zwischen zwei zu verschrau- x5 benden Gewindeelementen maximal ist, da sich die Anlagerungen 20 auf Grund ihrer radialen Dicke gezwungenermaßen auch über die anliegenden Gev.indeflanken 26 erstrecken. Da das Spiel zwischen den Gewindeflanken der verschraubten Gewindeeiemente we- ao sentlich geringer ist als zwischen den Gewindespitzen und -fußen, ist aucn bei Verschraubungen mit Maximalspiel die erwünschte Sperrwirkung gewährleistet.
Das Verfahren zum Auftragen des Plastikmaterials an der Gewindeoberfläche gleicht dem bekannten Auftragverfahren mit der Maßgabe, daß Auftragsmenge und -geschwindigkeit besonderen Bedingungen unterworfen werden.
Die nach dem bekannten Verfahren erzeugten gteicnmaßigen und zusammenhängenden Sicherungselemente werden dadurch geschaffen, das erhitzte Gewindeelemente mit genau vorbestimmter Geschwindigkeit durch den die Plastikteilchen tragenden Luftstrahl gefuhrt werden, wobei die Zufuhrmenge von Plastikteilchen und Luft genau geregelt wird.
Zum Heijtellen der erfindungsgemäßen Sicherungselemente wird die Zufuhrmenge von Plastikmaterial auf 5 bis 50% jener Menge reduziert, die zur Bildung
35 einer vollständigen, einheitlichen Beschichtung führen würde. Gleichzeitig wird die Luftzufuhr um 5 bis 20% gedrosselt. Wiederholte Versuche legen die Vermutung nahe, daß infolge der verminderten Plastik- und Luftzufuhrraten das Plastikmaterial dazu neigt, sich dort anzusammeln, wo zuerst Plastikteilchen am Gewinde niedergeschlagen sind, so daß sich die Teilchen stellenweise in Form der unregelmäßig verteilten Erhebungen 20 konzentrieren.
Die Sicherungswirkung des Sicherungselementes ist durch Verändern der Zufuhrmenge von Plastikteilchen veränderbar. In der Regel wird so viel Plastikmaterial zugeführt, daß die Erhebungen 20 eine radiale Dicke von 75 bis 150% des Maximalspieles aufweisen, wobei die Gesamtmenge des aufgetragenen Plastikmaterials geringer ist, als zum Ausfüllen des Maximalspielraumes erforderlich wäre.
Zwecks Auftragens eines Sichel ungselementes von gleichmäßiger, zusammenhängender Form wurde die Vorrichtung zunächst so eingestellt, daß 0,424 bis 0,485 m3/h Luft und 7 bis 8 g Polyamidpulver der Düse entströmten, deren Öffnungshöhe 3,2 mm und -weite 25 mm maß. Die an ihr vorbeigeführten Schrauben erhielten ein Sicherungsglied von ebenmäßiger zusammenhängender Form.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Sicherungselemente wurde die Plastikpulverzufuhr auf 4,5 g/Min. reduziert, wodurch zwischen den Gewindeflanken Erhebungen von 0.25 mm radialer Dicke erzielt wurden.
Eine weitere Serie von Schrauben wurde mit einem Sicherungselement versehen, wobei die Plastikpulverzufuhr auf 1 g/Min, und die Luftzufuhr auf 0,368 m3 bis 0,388 m3/h reduziert war.
Eine dritte Serie von Schrauben wurde bei einer Plastikpulverzufuhr von 0,5 g/Min, und einer Luftzufuhr von 0,368 m3 bis 0,388 m3/h hergestellt.
Die an den Schrauben gemessenen Drehmomente erscheinen in der folgenden Tabelle.
eiastik-
zufuhr
g/Min.
Luftzufuhr
m3,'Std.
Anfangsdrehmoment
cm/kp
Mindestausschraub-
drehmoment nach
der 3. Verschraubung
7 bis 8 g
4,5 g
1,0 g
0,5 g
0,424 bis 0,485 m3
0,481 bis 0,485 m3
0,368 bis 0,388 m3
0.368 bis 0,388 m3
über 40,0
23,0 bis 38,0
6,9 bis 14,9
6,9 bis 11,5
über 17,3
9,8 bis il,5
5,8 bis 9,2
3,5 bis 5,8
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Selbstsicherndes Gewindeelement, auf dessen Gewinde ein Sicherungselement aus thermoplastischem Kunststoff aufgetragen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß der Kunststoff in Form von zueinander im Abstand befindlichen Erhebungen (20) aufgetragen ist, zwischen denen keine oder nur eine dünne Kunststoffschicht vorhanden ist, wobei die radiale Dicke der Erhebungen (20) mindestens 75% des maximalen Gewindespiels der zu sichernden Verschraubung beträgt.
2. Gewindeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke der Erhebungen (20) zwischen 75 bis 150°/0 des maximalen Gewindespieis der zu sichernden Verschraubung beträgt.
3. Verfahren zur Herstellung eines selbstsichernden Gewindeelements nach Anspruch 1 oder 2, wobei Kunststoffteilchen in einem Luftstrahl auf das erhitzte Gewindeelement aufgetragen werden, in dessen Gewindegängen der Kunststoff nach seinem Schmelzen haftenbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Luftstrahl die Kunststoffteilchen in einer Menge von 5 bis 50% der Menge beigegeben werden, die zu einem zusammenhängenden Sicherungselement von dem Querschnitt konvexer Form führen würde.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise das Gewindeelement vor dem Auftragen der Kunststoffteilchen mit einer Grundierschicht (16) aus einem thermoplastischen Harz versehen wird.
35
DE19702021317 1969-05-02 1970-04-30 Selbstsicherndes Gewindeelement und Verfahren zu dessen Herstellung Expired DE2021317C (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US82117869A 1969-05-02 1969-05-02
US82117869 1969-05-02

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2021317A1 DE2021317A1 (de) 1971-07-15
DE2021317B2 true DE2021317B2 (de) 1972-12-28
DE2021317C DE2021317C (de) 1973-07-12

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4111854C1 (de) * 1991-04-11 1992-06-17 Sfs Stadler Holding Ag, Heerbrugg, Ch

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4111854C1 (de) * 1991-04-11 1992-06-17 Sfs Stadler Holding Ag, Heerbrugg, Ch
EP0508135A1 (de) * 1991-04-11 1992-10-14 SFS Industrie Holding AG Schraube

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NL7005779A (de) 1970-11-04
JPS5245863B1 (de) 1977-11-18
ES379994A2 (es) 1972-11-01
FR2041804A6 (de) 1971-02-05
NO125504B (de) 1972-09-18
DE2021317A1 (de) 1971-07-15
US3554258A (en) 1971-01-12
NL161853B (nl) 1979-10-15
NL161853C (nl) 1980-03-17
GB1300764A (en) 1972-12-20
CH546897A (de) 1974-03-15
ZA702949B (en) 1971-10-27
SE354103B (de) 1973-02-26
CS153552B2 (de) 1974-02-25

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