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Kunststoffverkleidungsteil für Zylinderkopfschrauben Es ist häufig
erwunscht, den Kopf einer Schraube mit einem Kunststoffteil zu verkleiden oder abzudecken.
Dieser Kunststoffverkleidungsteil kann beispielsweise die Form eines gerändelten
Knopfes haben, um die Schraube anziehen zu können oder von Hand in ein zugeordnetes
Bauelement eindrücken oder aus ihm herausziehen zu können. Gegebenenfalls kann der
Kunststoffverkleidungsteil auch die Form einer Ziffernscheibe, eines Isolators,
eines Schutzüberzugs, eines Schenkels, einer Daumenschraube, eines dekorativen Überugs
oder dergl. für die verschiedensten Arten von Schrauben und Bolzen haben.
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Die Kombination einer Schraube und eines Kunststoffüberzugs oder -verkleidungsteils
ist an sich bekannt. Jedoch gab es bisher keine einfache und billige Technik zur
Befestigung des Xunststoffüberzugs oder -verkleidungsteils auf den Kopf der Schraube.
Die Kunststoffteile der bekannten Art werden gewöhnlich auf den Kopf der Schraube
aufgegossen oder mittels Klebstoff mit ihm verbunden. Im Falle eines aufgeformten
oder aufgegossenen Kunststoffteils ist der Preis für solche Knnstruktionen,
wenn
nicht ungewöhnlich große Mengen an Kombinationen aus Schraube und Abdeckteil für
eine besondere Gewindegröße und Schraubenlänge erforderlich sind, ungewöhnlich hoch
und damit prohibitiv.
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Neben dem Kostenfaktor muß der Kunststoffverkleidungsteil sicher auf
dem Schraubenkopf gehalten werden und im allgemeinen dem Drehmoment widerstehen
können, das erforderlich ist, um die Schraube vom zugeordneten Bauelement zu lösen
oder anzuziehen und um das Drehmoment auf die Schraube zu übertragen.
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Die Forderungen nach dem entsprechenden Drehmoment an solchen Kunststoffteilen
wurden bis jetzt bis zu einem gewissen Umfang durch Verkleben oder Aufformen des
Kunststoffteils auf den Schraubenkopf oder auf die Schraube erfüllt. Jedoch sind
die dafür zum Einsatz gekommenen Verfahren teuer und machen besondere Werkzeuge
und Ausrüstungen erforderlich.
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Die verbesserte Konstruktion gemäß der Erfindung ermöglicht eine leichtere
und billigere Befestigung des Kunststoffteils am Kopf einer Zylinderkopfschraube,
ohne daß Klebstoff oder eine besondere Bearbeitung erforderlich sind. Darüberhinaus
kann ein Kunststoffzusatzteil gemäß der vorliegenden Erfindung ohne Bruch oder Abscheren
in Verbindung mit Schraubenköpfen beliebiger Abmessungen und Konzentrizitätstoleranzen
verwendet werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Kombination aus Verkleidungs- oder Zusatsteil
sitzt der Kunststoffzusatzteil fest, starr und sicher auf dem Schraubenkopf. Außerdem
kann der Kunstatoffteil das zum anziehen oder Lösen der Schraube erforderliche Drehmoment
ohne Schwierigkeiten übertragen.
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Wie bereits erwähnt, kompensiert der Kunststoffzusatzteil gemäß der
Erfindung die üblichen limensions- und Konzentrisitätstoleranzen ohne Neigung zu
Bruch oder anderweitigem Ausfall.
So sind beispielsweise bei den
in USA genormten Schraubenköpfen Durchmessertoleranzen bis zu einigen Zehntelmillimeter
möglich, die von dem Verkleidungsteil gemäß der Erfindung ohne Schwierigkeiten aufgenommen
werden können. Auch die Konzentrizität des Sockels in beispielsweise Sechskantzylinderkopfschrauben
oder in Zylinderkopfschrauben mit Innensternnut erlaubt bestimmte Toleranzen, die
von der erfindungagemäßig Verkleidung ohne Schwierigkeiten aufgenommen werden können.
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Der Kunststoffverkleidungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung ist
so konstruiert, daß er einen Verankerungssockel aufweist, welcher den Xopf der Schraube
mit dichtem Preßsitz aufnimmt. Der Verankerungssockel hat vorzugsweise eine auagewählte
geometrische Figur, so daß der Kunststoff des Zusatzteils expandieren und sich federnd
gegen den Schraubenkopf legen kann und damit den Kopf fest im Sockel hält. Der Eun3tstoffteil
gemäß der Erfindung ist ferner so konstruiert, daß er eine mittige Nabe aufweist,
die im wesentlichen koaxial zum Sockel im Kunststoffzusatzteil verläuft und sich
in den Sockel des Schraubenkopfes erstreckt, wenn der Schraubenkopf in den Sockel
des Verkleidungsteils eingesetzt wird. Die Nabe kann beispielsweise kreisförmigen
Querschnitt aufweisen und wird durch die Sechekantseiten oder in Sternform angeordneten
Nuten der Kopfschraube während des Zussmmenbaus entsprechend abgeschert.
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Somit kann der Kunststoffzusatzteil gemäß der vorliegenden Erfindung
unterschiedliche Abmessungen, die bei den entsprechenden Schraubenköpfen innerhalb
des normalen Xoleranzbereichs auftreten, ohne Schwierigkeiten aufnehmen und bleibt
trotzdem wirksam. Darüberhinaus ist die Abscherwirkung auf die Mittelnabe des-Eunststoffzusatzteils
derart, daß Abweichungen in der Konzentrizität der Schraubenköpfe toleriert werden
können. Es ist darauf hinzuweisen, daß eine Menge von
Kunststoffzusatzteilen
gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer ausgewählten, gleicbmäßigen Größe hergestellt
werden kann und daß diese Kunststoffzusatzteile trotzdem leicht und einfach auf
die Köpfe der Kopfschrauben aufzusetzen sind, so daß jede Anzahl von Schrauben jeder
gewunschten Länge oder jedes gewünschten Gewindeganges mit dem Kunststoffzusatzteil
bei Bedarf ausgerüstet werden kann.
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Beim Aufbau des Zusatzteils auf den Kopf einer Mopfschraube muß der
Schraubenkopf nicht präzis
des Zusatzteils ausgefluchtet und zentriert werden. Der Schraubenkopf wird lediglich
in den Verankerungssockel des Zusatzteils eingesetzt und dann wird der Zusatz- oder
Verkleidungsteil nach unten über den Schraubenkopf, beispielsweise mit Hilfe eines
Hammers, gedrückt. Während dieses Vorgangs schert der Sockel des Schraubenkopfes
die Mittelnabe des Zusatzteils auf die entsprechende Form ab, und der Schraubenkopf
wird federnd und mit Preßsitz in dem Verankerungssockel des Verkleidungs- oder Zusatzteils
gehalten. Infolgedessen können Abweichungen des Schraubenkopfes von der echten Konzentrizität
innerhalb üblicher Toleranzgrenzen, wie beispielsweise Abmessungsabweichungen des
Schraubenkopfes in der oben angegebenen Weise toleriert werden.
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Der Kunststoffverkleidungsteil gemäß der Erfindung kann beispielsweise
aus in der Wärme abhärtendem Harz oder thermoplastischem Harz, vorzugsweise letzterem,
hergestellt sein0 Man kann ihn auch aus Acetal, Nylon, Polycarbonatkunststoff, Polystyrolkunststoff
oder anderen geeigneten Kunststoffmaterialien herstellen, die sich in der beschriebenen
Weise abscheren lassen und ein gewisses Ausmaß an Elastizität und Federung aufweisen.
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Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine perspektivische
Ansicht eines Kunststoffverkleidungs teils mit gestrichelter Darstellung einer Zylinderkopfschraube;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung einer Sechskantezylinderkopfschraube; Fig.
3 eine perspektivische Darstellung einer Zylinderkopfschraube mit Innensternnut;
Fig. 4 eine Unteranschicht des Kunststoffzusatzteils gemäß der Erfindung mit einem
Verakerungssockel mit polygonaler Form; Fig. 5 eine Unteransicht des erfindungsgemäßen
Kunststoffteils mit einem Sternnutsockel; Fig. 6 eine Unteransicht eines Kunststoffteils
mit einer weiteren, abgeänderten Grundrißform des Verankerungssockels in Gestalt
einer Reihe von Bögen; Fig. 7 einen Schnitt durch eine Zylinderkopfschraube beim
Einsetzen in den Verankerungssockel eines Kunststoffverkleidungsteils gemäß der
Erfindung; Fig. 8 einen Schnitt ähnliche Fig. 7 zur Wiedergabe des weiteren Eindringens
des Schraubenkopfes in den Verankerungssockel des Verkleidungsteils und des Abscherens
des Mittelkerns des Verkleidungsteils; Fig. 9 inen Schnitt ähnlich den Schnitten
nach den Fig. 7 und 8 zur Wiedergabe von Sockelsohraube und Kunststoffverkleidungsteil
im vollständig zusammengebauten Zus-tand; Fig. 10 eine teilweise im Schnitt wiedergegebene
Darstellung einer anderen Kombination aus Kopfschraube und erfindungsgemäßem Verkleidungsteil;
Fig.11 eine Unteransicht einer weiteren, abgeänderten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Kunststoffverkleidungsteils; und in
Fig. 12 einen Schnitt längs
der Linie 12-12 der Fig. 11.
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slie man aus cle Zeichnungen erkennt, kann der Kunststoffteil gemäß
der vorliegenden Erfindung beispielsweise auf den Kopf einer Sechskantzylinderkopfschraube
12 nach Fig. 2 oder auf den Kopf einer Zylinderkopfschraube mit Innensternnut, wie
es bei 12' in Ü'Lg. 3 angedeutet ist, aufgesetzt werden. Der Kunststoffzusatzteil
gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 mit 14 bezeichnet und enthalt einen Verankerungssockel
1 3.
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Der Verankerungssockel 13 kann kreisförmigen Grundrisses sein und
einen solchen Durchmesser aufweisen, daß er einen echten Preß- oder Paßsitz mit
dem Kopf der Kopfschraube erzielt. Er kann auch eine andere geometrische Ges-tal-t
aufweisen, wie es beispielsweise in den Fig, 4, 5 und 6 wiedergegeben ist, um einen
ununterbrochenen Kontakt mit der Umfangsoberfläche des Kopfes 12 oder 12' der zugeordneten
Kopfschraube zu liefern.
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EDs entsteh-t ein federnder Eingriff zwischen den Wandungen des Kunststoffteils
und den Umfangsoberflächen des Kopfes der Kopfschraube. Das geometrische Muster
des Verankerungssockels des Kunststoffteils kann beispielsweise so gewählt sein,
wie es in den Fig. 4, 5 und 6 mit 13, 13' und 13" angedeutet isto Die verschiedenen
Möglichkeiten der Ausbildung des Kunststoffzusatzteils sind in den Fig. 4, 5 und
6 mit 14, 14' und 14" wiedergeXeben.
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Bei der geometrischen Form des Verankerungssockels 13, 13' oder 13"
des Kunststoffteils ist eine größere Federbewegung des Kunststoffteils möglich,
so daß- der Kunststoffteil im Zusammenhang mit den Köpfen von Kopfschrauben mit
verhältnismäßig breiten Toleranzbereichen verwendet werden kann, ohne daß die Gefahr
eines Bruches oder eines Abscherens der Wandung des Kunststoffzusatzteils zu befürchten
ist. Wie oben erwähnt, begünstigt die geometrische Form die federnden Eigenschaften
des Kunststoffzusatzteils, so daß ein verhältnismäßig
starker,
radialer Einwärtsdruck zur Halterung des Kunststoffteils auf den Kopf der Kopfschraube
erzeugt wird.
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Wie oben erwähnt, weist der Kunststoffteil 14 eine Mittelnabe 15 auf.
Die Mittelnabe 15 oder der Kern ist einstückig mit der Bodenfläche des Verankerungssockels
13 ausgebildet und weist eine Höhe auf, die etwas geringer als die Tiefe des Balterungssockels
ist, wie man beispielsweise aus Fig. 7 erkennen kann. Die Nabe oder der Kern 15
hat verschiedene Funkionen für die Halterung des Kunststoffteils 14 auf den Kopf
der Kopfschraube.
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Wie am deutlichsten aus den Fig. 7, 8 und 9 zu erkennen ist, wird,
wenn der Kunststoffteil 14 über den Kopf der Kopfschraube beispielsweise mit Hilfe
eines Hammers getrieben wird, der Kern 15 in die Form des Sechskantsockels 16 in
der Kopfschraube nach Fig. 2 oder des Sternnutsockels 17 im Kopf der Kopfschraube
nach Fig. 3 abgeschert. Auf diese Weise bildet sich der Schraubenkopfsockel tatsächlich
selbst in den Kern des Kunststoffteils ab, ohne Rücksicht auf absolute Konzentrizität
zwischen Schraubensockel und entsprechenden Schraubenkopf.
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Die Tatsache, daß der Schraubenkopf 12 zuerst in den Verankerungssockel
13 des Kunststoffteils eingepaßt wird, wie man aus Fig. 7 erkennt, beseitigt den
Zwang zur radialen Ausrichtung zwischen Schraubensockel und Kern 15 und trägt den
Abmessungstoleranzen im Schraubensockel Rechnung. Einmal zusammengebaut, unterstützt
der Mittelkern 15 des Kunststoffteils die Halterung des Kunststoffteils auf dem
Schraubenkopf 12 bzw. 12'. Die Hauptfunktion des Kerns 15 ist jedoch der Widerstand
gegen Drehiomente, die entstehen, wenn der Kunststoffteil zum Anziehen oder Lösen
der Schraube gedreht wird Um den Zusammenbau zu erleichtern, kann der Verankerungssockel
13 etwas nach außen erweitert sein, so daß der Schraubenkopf
12
nach unten in den Verankerungssockel 13 eingesetzt werden kann, bis der Kontakt
mit dem Oberteil des Kerns 15 hergestellt ist. Dann wird der erforderliche Druck
aufgebracht, um den Kopf auf den Boden des Sockels zu drücken, und zwar über die
Stufen, wie sie in den Fig. 8 und 9 wiedergegeben sind.
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Wie man am deutlichsten aus Fig. 8 erkennt, wird ein Span 18 vom Kern
15 während des Zusammenbaus abgetragen und dieser Span zwischen dem Oberteil des
Schraubenkopfes und dem Boden des Verankerungssockels 13 gefangen, wie Fig. 9 erkennen
läßt.
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Der für den Span 18 erforderliche Raum ist vorbestimmt, und es ist
ein entsprechender Leerraum für den Span bei der Konstruktion des Halterungssockels
13 vorzusehen.
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In einigen Fällen kann der Schraubenkopf 12 geriffelt sein, wie es
bei 12A in Fig. 10 angedeutet ist. Der Riffelvorgang macht den ungeriffelten Teil
an der Basis des Schraubenkopfes im Durchmesser größer als im geriffelten Teil.
Wenn somit ein Kopf in den Halterungssockel 13, 13' oder 13" des Kunststoffteils,
wie oben im Zusammenhang mit den Fig. 4, 5 und 6 beschrieben, eingesetzt wird, neigt
der den größeren Durchmesser aufweisende Teil des Schraubenkopfes dazu, den Halterungssockel
zu überdehnen und schädigt somit die Halterungsfederwirkung, die an sich auf den
geriffelten Teil des Schraubenkopfes ausgeübt werden muß.
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Aus den angegebenen Gründen wird der Verankerungssockel 13A in den
Kunststoffteil 14A mit einer Nabe oder einem Kern 15A und mit vergrößertem Durchmesserteil
in der Öffnungsnähe versehen, wie sich aus Fig. 10 ergibt. Dieser Teil mit vergrößertem
Durchmesser besitzt eine Länge entsprechend der Länge des ungeriffelten Teils des
Schraubenkopfes, so daß der ungeriffelte Teil im Sockel des Kunststoffteils ohne
Überdehnung des Sockels und ohne Beeinflussung seiner elastischen Haltefähigkeiten
am geriffelten Teil des Schraubenkopfes aufgenommen werden kann. Der Teil mit vergrößertem
Durchmesser am Eingang
zu dem Kunststoffteilsockel nach Fig. 10
dient ferner zur Bührung des Kopfes der Schraubenkappe in richtiger Ausfluchtung
in den Verankerungssockel im Kunststoffteil.
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Der Kunststoffteil 14B nach den Fig. 11 und 12 enthält einen Sockel
13B, dessen oberer Teil kreisförmigen Querschnitt mit einem Durchmesser größer als
der größte Kopf 12 aufweist. Der untere Teil des Sockels 13B kann Sechskantform
20 wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 aufweisen. Kleine Ausfluchtrippen 19
sind in der Nähe der Wandung des oberen Teils des Sockels 13B vorgesehen, um den
Schraubenkopf 12 während des vorläufigen Zusammensteckens trotz Toleranzen zu zentrieren.
Die Köpfe mit geringeren Durchmessern werden durch die Rippen 19 geführt, während
Köpfe mit größeren Durchmessern die Rippen auf die entsprechende Größe abscheren.
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Durch die Erfindung wird somit eine verbesserte Kunststoffverkleidung
für einen Schraubenkopf geschaffen, die sich besonders einfach und zweckmäßig auf
den Kopf aufsetzen läßt, ohne daß es dazu besonderer Werkzeuge bedarf. Der Zusatz-oder
Verkleidungsteil ist so konstruiert, daß er starr und fest auf dem Schraubenkopf-sitzt
und daß er gedreht werden kann, um ein Drehmoment auf die Schraube aufzubringen,
ohne daß es zum Bruch oder zu anderer Beschädigung des Kunststoffteils kommt.
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