DE2102910C3

DE2102910C3 - Heavy-duty threaded connection

Info

Publication number: DE2102910C3
Application number: DE19712102910
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Bieri, Hans, Pfäffikon (Schweiz)
Priority date: 1970-01-26
Filing date: 1971-01-22
Publication date: 1976-04-15

Description

2. Gewindeverbindung nach Anspruch 1, da- kein Spezialgewinde hergestellt werden muß. In der durch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel (\, Praxis konnte sich dieses Verfahren indessen nicht fi) der Gewinde etwa 15 bis 30° beträgt. 25 durchsetzen, da es für die Werkstattbedürfnisse nicht2. Threaded connection according to claim 1, that no special thread has to be produced. This is characterized by the fact that the flank angle (\, in practice this method could not be fi) of the thread is about 15 to 30 °. 25 enforce as it is not for the workshop needs

3. Gewindeverbindung nach Anspruch 1 und 2, genügend einfach war und sich serienmäßig auch dadurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel kaum mit der erforderlichen Genauigkeit verwirkli- (fi) des Innengewindes (1) größer ist als der Flan- chen ließ.3. Threaded connection according to claim 1 and 2, was sufficiently simple and also characterized as standard in that the flank angle can hardly be realized with the required accuracy (fi) of the internal thread (1) is greater than the flanks.

kenwinkel (λ) des Außengewindes (2), wobei die Bekannt (USA.-Patentschrift 2 349 651) ist fernerkenwinkel (λ) of the external thread (2), which is known (USA.-Patent 2 349 651) is also

Flankenwinkeldifferenz kleiner als 5° ist, vor- 30 eine hochbelastbare Gewindeverbindung, bei der beiIf the flank angle difference is less than 5 °, a heavy-duty threaded connection in which at

zugsweise etwa 3° beträgt. gleicher Steigung ein kleiner Flankenwinkel von 29 ^J preferably about 3 °. with the same pitch a small flank angle of 29 ^J

4. Gewindeverbindung nach den Ansprüchen 1 und eine sehr große Gewindetiefe angewendet werbis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung den, so daß die Gewindegänge elastisch sind. Die (/1) des Außengewindes (2) das 2,2- bis 2,7fache Elastizität soll ein gleichmäßiges Tragen der Gewinder Gangtiefe (d) beträgt. 35 deg'inge ergeben, was auch erreicht wird. Jedoch4. Threaded connection according to claims 1 and a very large thread depth applied werbis 3, characterized in that the pitch is so that the threads are elastic. The (/ 1) of the external thread (2) 2.2 to 2.7 times the elasticity should be an even bearing of the thread pitch depth (d) . 35 degrees result, which is also achieved. However

5. Gewindeverbindung nach Anspruch 3, da- bleibt die Belastung der einzelnen Gewindegänge wedurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel Qi) gen der gleichen Steigung von Innengewinde und des Innengewindes (1) etwa 27° und der Flan- Außengewinde noch stark unterschiedlich, da ja auch kenwinkel (λ) des Außengewindes (2) etwa 24 ' bei einer solchen Gewindeverbindung ein Gewindebeträgt. 40 teil, z. B. ein Bolzen, gestreckt und der andere Gewindeteil, z. B. eine Mutter, gestaucht wird. Die große Gewindetiefe bringt den Nachteil mit sich, daß5. Threaded connection according to claim 3, there remains the load on the individual thread turns characterized by the fact that the flank angle Qi) gene of the same pitch of the internal thread and the internal thread (1) about 27 ° and the flange external thread is still very different, because yes kenwinkel (λ) of the external thread (2) is about 24 'with such a thread connection a thread. 40 part, z. B. a bolt, stretched and the other threaded part, e.g. B. a nut is compressed. The large thread depth has the disadvantage that

der Kerndurchmesser des Gewindes reduziert wirdthe core diameter of the thread is reduced

und daß Kerben gebildet werden, die vor allem beiand that notches are formed, especially at

45 Wechselbeanspruchung des Gewindes Ausgangsstel-45 Alternating stress on the thread starting point

Die Erfindung bezieht sich auf eine hochbelast- len für Risse darstellen.The invention relates to a high-stress represent for cracks.

bare, durch ein Vorspanngerät in axialer Richtung Für eine Blechschraube wurde bereits vorgeschla-bare, by means of a pretensioning device in the axial direction.

vorzuspannende Gewindeverbindung, mit einem BoI- gen (britische Patentschrift 768 582), an Stelle einesThreaded connection to be prestressed, with a bow (British patent specification 768 582), instead of one

zen, dessen Außengewinde trapezförmig ausgebildet Spitzgewindes mit einem Flankenwinkel von 60° einzen, the external thread of which is trapezoidal, pointed thread with a flank angle of 60 °

ist und einen Flankenwinkel von weniger als 45° 50 Trapezgewinde mit einem Flankenwinkel zwischenand a flank angle of less than 45 ° 50 trapezoidal thread with a flank angle between

aufweist und bei der die Steigung mehr als das 40 und 50° zu verwenden. Der Abstand zwischenand in which the slope more than the 40 and 50 ° to use. The distance between

l,5facheder Gangtiefe beträgt. den Gewindegängen ist im Verhältnis zu deren axia-1.5 times the thread depth. the thread turns is in relation to their axial

Bei Belastung normaler Gewindeverbindungen in ler Dicke verhältnismäßig groß, wie dies bei Blechaxialer Richtung ergibt sich eine sehr ungleiche BeIa- schrauben üblich ist. Bei einem Blechschraubengestung der tragenden Gewindegänge. Am stärksten 55 winde trägt immer nur ein Gewindegang, so daß das belastet sind die der Kraftangriffsseite am nächsten Problem, trotz entgegengesetzter elastischer Verforliegenden Gewindegänge, wobei der erste Gewinde- mung der Gewindeteile ein gleichmäßiges Tragen gang den größten Lastanteil zu übernehmen hat. Um mehrerer Gewindegänge zu gewährleisten, nicht aufdie Belastung auf die tragenden Gewindegänge bes- tritt.When normal thread connections are loaded, the thickness is relatively large, as is the case with sheet-metal axial direction, resulting in very uneven screws. With a self-tapping screw gesture of the load-bearing threads. At the strongest winds there is always only one thread, so that those on the side where the force is applied are the closest problem, despite opposing elastic deformations Threads, the first thread turn of the thread parts having an even bearing gang has to take over the largest share of the load. In order to ensure multiple threads, not on the Load on the load-bearing threads.

ser zu verteilen und dadurch Spannungsspitzen zu 60 Schließlich ist auch eine durch Rollen hervermeiden, sind bereits verschiedene Vorschläge gc- gestellte Gewindeverbindung bekannt (USA.-Patentmacht worden. So ist es bereits bekannt, die Bolzen- schrift 3 323 402), bei der die Flankenwinkel von und Muttergewinde mit unterschiedlich großen Stei- Außengewinde und Innengewinde verschieden sind gungen auszuführen (schweizerische Patent- wodurch erreicht werden soll, daß sich nach Verfor· schrift 340 099). Dadurch wird angestrebt, daß der 65 mung der Gewindegänge durch hohe Belastung eir Lastanteil der ersten tragenden Gewinuegänge redu- gleichmäßiges Tragen ergibt.to distribute the water and thereby lead to voltage peaks. various proposals for threaded connection are already known (USA patent power been. It is already known, the Bolzenschrift 3 323 402), in which the flank angle of and nut threads with different sized Stei external threads and internal threads are different (Swiss patent - which is intended to ensure that after de scripture 340 099). The aim is to ensure that the thread turns through high loads The load share of the first load-bearing thread turns results in a reduced uniform load.

ziert wird, indem zuerst diejenigen Gewindegänge Alle beschriebenen bekannten Gewindeverbindunis adorned by first those threads all known thread connections described

zum Tragen kommen, die von der Kraftangriffsseite gen sind so beschaffen, daß sie durch Verdrehen deicome into play, the conditions of the force application side are such that they dei by twisting

3 Γ 43 Γ 4

- Gewindeteile gegeneinander verspannt werden kön- Gewinde sind in den Unteransprüchen 2, 3 und 5 denen. Diese Möglichkeit des Anziehens entspricht der finiert, während im Unteranspruch 4 eine besonders Hessischen. Vorstellung von der Aufgabe einer Ge- gut geeignete Steigung des Außengewindes angege- ^ndeverbindung, nämlich daß sie sowohl ein Spann- ben ist.- Threaded parts can be braced against each other - threads are in the dependent claims 2, 3 and 5 which. This possibility of tightening corresponds to the finishes, while in dependent claim 4 a special one Hessian. Presentation of the task of a suitable pitch of the external thread given End connection, namely that it is both a tension.

element zum Herstellen der gewünschten Spannung 5 In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des als auch ein Halteelement ist, das die beim Anziehen Erfindungsgegenstandes dargestellt Es zeigt
hergestellte Spannung aufrechterhält. Obwohl das F i g. 1 einen Profilschnitt durch eine Schraubver-Spannen mittels Vorspanngerät an sich bekannt ist, bindung mit einem Außengewinde: und einem Innenwurde noch keine Gewindeverbindung geschaffen, gewinde,element for producing the desired tension 5 In the drawing, an embodiment of the as well as a holding element is shown, which shows the subject of the invention when it is put on
maintained tension. Although the F i g. 1 a profile section through a screw clamping by means of a prestressing device is known per se, connection with an external thread: and an internal thread has not yet been created, thread,

die optimal als Halteelement, nicht aber mehr als _l0 F i g. 2 einen Querschnitt durclb eine Schraubver-which is optimal as a holding element, but not more than ₁₀ F i g. 2 a cross-section through a screw

Spannelement brauchbar ist. bindung,Clamping element is useful. binding,

Der Erfindung nun liegt die Aufgabe zugrunde, Fig.3 einen Schnitt durch eine Schraubverbin-The invention is now based on the object of Fig. 3 a section through a screw connection

eine hochbelastbare Gewindeverbindung zu schaffen, dung mit hydraulischem Vorspanngerät zur Erzeu-to create a heavy-duty threaded connection, with hydraulic pretensioning device to generate

die nur für das Vorspannen mittels eines Vorspann- gung einer Vorspannung im Bolzen,which are only used for pre-tensioning by means of a pre-tensioning a pre-tensioning in the bolt,

gerätes geeignet ist und nach Entfernen des Vor- i₅ Die nachfolgend an Hand der Fig. 1 und 2 be-device is suitable and after removing the front i ₅ the following with reference to Figs. 1 and 2

spanngerätes optimale Halteeigenschaften aufweist. schriebene Schraubverbindung enthält ein zylindri-tensioning device has optimal holding properties. screw connection contains a cylindrical

Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Gewin- sches Innengewinde 1 und ein zylindrisches Außendeverbindung der eingangs genannten Art gekenn- gewinde 2 und dient zum starren Verbinden von Teizeichnet durch die Kombination folgender an sich len, — ist also kein Bewegungsgewinde. Das Innenbekannter Merkmale: ₂₀ gewinde 1 befindet sich entweder in einer Mutter oderThe solution to this problem is in the case of a threaded internal thread 1 and a cylindrical external end connection of the type mentioned at the beginning, and is used to rigidly connect Teizeichnet through the combination of the following per se - is therefore not a movement thread. The internally known features: ₂₀ thread 1 is either in a nut or

a) Die Steigung des Außengewindes ist kleiner als ⁱⁿ. TT^ T ^verk^indend,^e" ^Teile _c ^{DaS Außen}S^e" Z) υπ ο« g 5 & t· »is _w,nde2 befindet sich am Bolzen. Es sei angenom-a) The pitch of the external thread is smaller than ⁱⁿ . TT ^ T ^ver k ^indend, ^e _"c ^parts ^{THe outside} S ^e" Z) υπ ο "g 5 & t *» is _w, NDE2 located on the bolt. Let it be assumed

die jenige des ^nneng^ew^^d«' _men, de, das Innengewinde 1 tragende Teil sei statio-the one of the ^nnen g ^ew ^ ^d «' _men , de, the part carrying the internal thread 1 is stationary

b) das axiale Jlankenspie! zwischen Außen- und _{näf und} das Außengewinde 2 tragende Teil Innengewinde ist großer als die gesamte Stei- _werde mit einer Kraft in Richtung des Pfeiles P - in gungsd.fferenz der ineinandergreifen Gewin- _{den Fig} j _{upd 2 a},_{so nach} ^J _ _{gezQgen Diese} b) the axial Jlankenspie! and _Naf between the outside _and the external thread 2-carrying member is internally threaded large as the entire e Stei- _shipped with a force in the direction of the arrow P - in the gungsd.fferenz engage threaded _FIGS _upd j _{2 a,} _{so to} ^ J _ _{drawn this}

degange, Verhältnisse liegen beispielsweise im Bereich der vondegange, ratios are, for example, in the range of

c) der Bolzen weist mindestens an einem seiner _{einem KreJS/4} \_m ^J Gewindepartie in Fig.3 Endbereidie Mittel zum Ansetzen des Vor- _{bej Begjnn der B(}Jj_{zenzugbeIastung} ^P _vor, _d._n. _Wenn spanngerates aui. _{3o def} _Eo]zet} _{nach oben gezogen wird Der} gleichec) the pin has at least at one of its AUI _{a Krejs / 4} \ _m ^ J threaded section in Figure 3 Endbereidie means for attachment of the _{pre-Bey Begjnn of B (Jj} _{zenzugbeIastung} ^P _before, _i. _n. _{I f} span APPARATE. _{3o def} _{Eo] zet}} _{is pulled up The} same

Bei einer so ausgebildeten Gewindeverbindung Sachverhalt ergibt sich aber auch zwischen den ineinwerden Außengewinde und Innengewinde zunächst andergreifenden Gewindeteilen des Bolzens 4 und in Eingriff miteinander gebracht, was ohne Schwie- der Mutter 18, wenn das Vorspanngerät nach erfolgrigkeiten möglich ist, weil das axiale Flankenspiel tem Zustellen der Mutter entfernt wird. Beide Gegrößer ist als die gesamte Steigungsdifferenz der in- 35 winde haben Trapezform mit starken Rundungen an einandergreifenden Gewindegänge. Danach wird das den Wurzeln der einzelnen Gewindegänge. Der Flan-Vorspanngerät an den Bolzen angesetzt und dieser kenwinkel \ des Außengewindes 2 ist kleiner als 45° gespannt, wonach z. B. eine Mutter noch etwas nach- und liegt zweckmäßigerweise zwischen 20° und gestellt werden kann. Nach Abbau der vom Vor- 30°, im vorliegenden Fall etwa bei 24 bis 27°. Das spanngerät erzeugten Zugkraft legen sich alle Ge- ₄₀ axiale Flankenspiel α zwischen dem Innen- und windegänge aneinander an. Die relativ große Stei- Außengewinde ist verhältnismäßig groß im Vergleich gung, die mindestens das l,5fache der Gangtiefe be- zu metrischen Normgewinden und erlaubt die nachträgt, ermöglicht es, auch bei großer Gewindelänge folgend näher beschriebene Steigungskorrektur, mit ein so großes Flankenspiel vorzusehen, daß bei noch der eine gegenüber konventionellen Gewinden wegenügender axialer Dicke der Gewindegänge des 45 sentlich bessere Lastverteilung auf die einzelnen tra-Bolzens das Flankenspiel des Bolzengewindes gegen- genden Gewindegänge erhalten wird. Das axiale über dem Muttergewinde größer ist als die gesamte Flankenspiel α ist wesentlich größer als das zur Zen-Steigungsdifferenz der ineinandergreifenden Gewin- trierung des Bolzens relativ zur Mutter vorhandene degänge. Obwohl wegen der großen Steigung auf radiale Flankenspiel b zwischen dem Gewindegrund eine gegebene Gewindelänge weniger Gewindegänge 50 des Innengewindes 1 und dem Außendurchmesser kommen als bei einem normalen Gewinde gleichen des Außengewindes 2. Die Steigung h des Innenge-Durchmesscrs, wird mit dem erfindungsgemäßen Ge- windes 1 ist im Verhältnis zur Gangtiefe groß und winde eine wesentlich größere Tragfähigkeit erreicht beträgt mindestens da.i I₁Sfache der Gangtiefe d, yorals mit normalen Gewinden, wie Vergleichsversuche zugsweise etwa das 2,2- bis 2,'/fache. Das radiale bewiesen haben. Dies ist darauf zurückzuführen, daß 55 Spiel <■ zwischen dem Gewindegrund des Außengevon den wenigen Gewindegängen jeder voll trägt. windes 2 und dem Innendurchmesser des Innenge-In the case of a threaded connection designed in this way, the situation also arises between the male and female threads initially engaging the other threaded parts of the bolt 4 and brought into engagement with each other, which is without difficulty when the pretensioning device is possible after success, because the axial backlash system infeed the mother is removed. Both larger than the total difference in pitch of the internal threads have a trapezoidal shape with strong curves on mutually engaging threads. After that, this will be the roots of the individual threads. The flange pretensioner attached to the bolt and this kenwinkel \ of the external thread 2 is clamped less than 45 °, after which z. B. a mother a little bit and is conveniently between 20 ° and can be made. After removal of the from 30 ° before, in the present case at around 24 to 27 °. The tensile force generated by the _{tensioning device applies to each other all 40} axial flank play α between the inner and thread turns. The relatively large male and female thread is relatively large in comparison, which is at least 1.5 times the thread depth to metric standard threads and allows the following, makes it possible to provide a pitch correction with such a large backlash even with a large thread length, which is described in more detail below, that in the case of one of the threads of the 45 with a considerably better load distribution than conventional threads due to the sufficient axial thickness of the threads on the individual tra-bolts, the flank play of the bolt thread is obtained. The axial clearance above the nut thread is greater than the total backlash α is substantially greater than the degree of pitch that exists for the difference in pitch of the intermeshing threading of the bolt relative to the nut. Although because of the great pitch in a radial backlash b between the thread root, a given thread length less the threads 50 of the inner thread 1 and the outer diameter are used as a normal threaded same of the external thread 2. The pitch h of Innenge-Durchmesscrs is, with the inventive overall windes 1 is large in relation to the flight depth and a significantly greater load-bearing capacity is achieved, which is at least ₁ 1/2 times the flight depth d, yorals with normal threads, such as comparative tests, preferably about 2.2 to 2 1/2 times. Have proven the radial. This is due to the fact that 55 play between the root of the thread of the outer thread is fully supported by each of the few thread turns. thread 2 and the inner diameter of the inner

Die erfindungsgemäße Gewindeverbindung eignet windes 1 ist wesentlich größer als das radiale Spiel b, The threaded connection according to the invention is suitable for winds 1 is much larger than the radial play b,

sich auch gut für relativ spröde oder weiche Materia- damit eine Zentrierung am Außendurchmesser desis also good for relatively brittle or soft material - thus centering on the outer diameter of the

lien, wie Gußeisen, Aluminium oder Kupfer, ohne Außengewindes 2 erfolgt.lien, such as cast iron, aluminum or copper, without an external thread 2 takes place.

daß Beschädigungsgefahr durch Anfressen der mit- 60 Die Steigung des Innengewindes 1 ist etwas größerthat there is a risk of damage from seizing the mit- 60 The pitch of the internal thread 1 is slightly larger

einander in Berührung kommenden Gewindeteile be- gewählt als die Steigung des Außengewindes 2, wiethreaded parts coming into contact with one another selected as the pitch of the external thread 2, such as

steht, da diese nie unter Last relativ zueinander ver- dies aus Fig. 2 hervorgeht. Die erwähnte Steigungs-stands, since these are never under load relative to one another, this can be seen from FIG. The mentioned slope

dreht werden müssen. Zudem kann eine hohe Ge- differenz ergibt innerhalb der ineinandergreifendenmust be rotated. In addition, there can be a large difference within the interlocking

nauigkeit der gewünschten Vorspannkraft eingehal- Gewindegänge linear zunehmende Abstände S_n, S₁, Accuracy of the desired pre-tensioning force is observed- thread turns linearly increasing distances S _n , S ₁ ,

ten werden, wodurch eine optimale Ausnutzung der 65 S., usw. zwischen den Flanken, wie dies aus Fig. 2th, whereby an optimal utilization of the 65 p., etc. between the flanks, as shown in Fig. 2

Werkstoffeigenschaften und andererseits die genaue hervorgeht. Das axiale Flankensipiel« zwischen demMaterial properties and on the other hand the exact results. The axial flank game between the

Einhaltung von Sicherheitsfaktoren möglich wird. Innen- und Außengewinde ist so gewählt, daß —Compliance with safety factors becomes possible. Internal and external thread is chosen so that -

Vorteilhafte Größen für die Flankenwinkel der trotz der Steigungsdifferenz — die ineinandergreifen-Advantageous sizes for the flank angle of the

den Gewindegänge nicht klemmen, sondern sich zu wählen. Da der Punkt e der Kraftangriffspunkt ist leichtgängig relativ zueinander verdrehen lassen. Je und dieser näher am Außendurchmesser des Außengrößer die Gewindelänge ist, auf der Innen- und gewindes als. am Gewindegrund liegt, ergibt sich im Außengewinde gleichzeitig ineinandergreifen, um so Belastungsfall eine relativ kleine Biegescherbeangrößer muß auch das axiale Gewindespiel gewählt 5 spruchung der einzelnen Innengewindegänge. Infolge werden. der geringen gegenseitigen Auflageflächen der vor-Do not clamp the thread, but rather choose yourself. Since point e is the point of application of force, it can be rotated easily relative to one another. Depending and this closer to the outside diameter of the outside larger the thread length is on the inside and thread than. lies at the thread root, results in the external thread interlocking at the same time, so in the event of a load a relatively small bending shear magnification, the axial thread play must also be selected 5 stress of the individual internal threads. As a result will be. the small mutual contact surfaces of the

Durch die kleinere Steigung des Außengewindes erst miteinander zum Tragen kommenden Gewindegegenüber dem Innengewinde wird erreicht, daß die teile werden beim erstmaligen Vorspannen die Ge-Betriebslast gleichmäßiger auf die tragenden Gewin- windeflanken verdichtet und geprägt, wobei mit zudegänge verteilt wird als wenn die Steigungen des In- io nehmender Belastung ein immer größerer Bereich nen- und Außengewindes übereinstimmen würden. der Gewindeflanken und immer mehr Gewindegänge Als Folge dieser Steigungsdifferenz zwischen Innen- zum Tragen kommen. Mit steigender Axialbelastung und Außengewinde liegen mit zunehmender BeIa- des Bolzens erfolgt sodann eine Verdichtung der Gestung zunächst diejenigen Gewindegänge des Außen- windeflanken und eine elastische Längsdehnung des gewindes 2 auf dem Innengewinde 1 auf, die am wei- 15 Bolzens.Due to the smaller pitch of the external thread, only threads that come into play with one another The internal thread ensures that the parts are subjected to the Ge operating load when they are initially tensioned compacted and embossed more evenly on the load-bearing thread flanks, with access is distributed as if the slopes of the in-io increasing load an ever larger area internal and external thread would match. the thread flanks and more and more threads As a result of this gradient difference between indoor come into play. With increasing axial load and external threads lie with increasing loading of the bolt, then a compression of the gesture takes place first those threads of the external thread flank and an elastic longitudinal expansion of the thread 2 on the internal thread 1, which is on the white 15 bolt.

testen von der Kraftangriffsstelle entfernt sind. Bei Auch bei verhältnismäßig tiefen Sacklochgewindentest are removed from the point of application of force. Even with relatively deep blind hole threads

weiter steigender Axialbelastung dehnt sich das Ma- bzw. hohen Muttern kann dadurch eine gute Lastver-If the axial load continues to increase, the ma-

terial, wodurch schließlich sukzessive auch die übri- teilung auf die einzelnen tragenden Gänge erreichtmaterial, which ultimately also gradually distributes it to the individual load-bearing aisles

gen Gewindegänge infolge der elastischen und plasti- werden, so daß Gewindeverbindungen in Materialiengen threads as a result of the elastic and plastic become, so that thread connections in materials

sehen Deformierung zum Tragen kommen. Die Slei- ao möglich sind, bei denen konventionelle Gewinde ver-see deformation come to fruition. Sleiao are possible in which conventional threads are

gungsdifferenz zwischen Innen- und Außengewinde sagen. Es kann deshalb bei verhältnismäßig weichenthe difference between the internal and external threads. It can therefore be relatively weak

wird in Abhängigkeit der vorgesehenen Belastung Werkstoffen zweckmäßig sein, das InnengewindeDepending on the intended load on the materials, the internal thread will be appropriate

des Bolzenmaterials und des Elastizitätsmoduls der länger als den doppelten Gewindedurchmesser aus-of the bolt material and the modulus of elasticity, which is longer than twice the thread diameter.

zur Verwendung gelangenden Werkstoffpaarung ge- zuführen.the material pairing to be used.

wählt, so daß es dadurch möglich ist, hochfeste Ver- as Diese hohen Flankenbeanspruchungen lassen in-selects, so that it is possible to use high-strength loads.

bindungen in Maschinenteilen herzustellen, die bei- dessen keine relative Verdrehung zwischen dem In-to establish bonds in machine parts, which neither do any relative rotation between the in-

spielsweise aus Kugelgraphitguß, Leichmetallguß, nen- und Außengewinde unter Last zu. Die ausgegli-For example, from nodular cast iron, light metal cast, internal and external threads under load. The balanced

Grauguß oder Kupfer bestehen können. chene Lastverteilung auf alle an der Kraftübertra-Cast iron or copper can exist. equal load distribution to all at the power transmission

Der verhältnismäßig flache Flankenwinkel des gung beteiligten Gewindegänge bedingen also eine Trapezgewindes von weniger als 45°, vorzugsweise 30 rein axiale Vorspannung der Gewindeverbindung, — etwa 20^c bis 30°, ergibt — im Gegensatz zu den ohne Verdrehung der Gewindeteile zueinander, üblichen Spitzgewinden mit etwa 55° bis 60° Flan- Diese axiale Vorspannung erfolgt mit Hilfe des nachkenwinkel — bei axialer Belastung eine wesentlich stehend beschriebenen, in F i g. 3 dargestellten Vorkleinere radiale Kraftkomponente, welche die Mutter spanngerätes. Mit diesem Vorspanngerät wird auf bzw. das Sackloch zu spreizen versucht. Zugleich ge- 35 Bolzen 4 — im zusammengebauten Zustand der Malingt es auch, den Kerbeffekt, welcher Von solchen schinenteile — eine axiale Zugbeanspruchung ausspitzen Gewindeformen ausgeht, durch die Trapez- geübt. Damit das Vorspanngerät 8 im zusammengeform weitgehend auszuschalten. Als Folge der gerin- schraubten Zustand der Gewindeverbindung mit dem geren radialen Beanspruchung der Mutter oder der Bolzen 4 verbunden werden kann, ist es erforderlich, Umgebung des Sackloches ist es möglich, den Mutter- 40 daß der Bolzen 4 mindestens an seinem Ende mit seidurchmesser verhältnismäßig klein zu halten, bzw. nem Gewindeteil über die Mutter 18 hinausragt, so die Minimaldistanz zwischen benachbarten Sackloch- daß sich das Vorspanngerät 8 wegnehmbar auf das bohrungen gering zu machen. Dies wiederum macht überstehende Bolzengewinde aufschrauben läßt,
eine kompakte Bauweise von Maschinen od. dgl. Gemäß F :i g. 3 greift ein an beiden Enden mit Gemöglich. 45 winde versehener Bolzen 4 mit seinem unteren Ge-The relatively flat flank angle of the thread turns involved thus require a trapezoidal thread of less than 45 °, preferably 30 purely axial preload of the threaded connection, - about 20 ^c to 30 °, results - in contrast to the usual pointed threads with about 55 ° to 60 ° Flan- This axial pre-tensioning is carried out with the help of the nachkenwinkel - with axial load a substantially upright described in F i g. 3 pre-smaller radial force component shown, which the mother clamping device. This pretensioning device is used to try to expand the blind hole. At the same time - in the assembled state of the Maling, the notch effect, which exerts an axial tensile stress from such machine parts - is exercised by the trapezoid. So that the pretensioning device 8 largely switch off in the together. As a result of the screwed-down state of the threaded connection with the greater radial stress on the nut or bolt 4, it is necessary, around the blind hole, to tighten the nut 40 that the bolt 4 at least at its end has a relatively large diameter to keep small, or nem threaded part protrudes beyond the nut 18, so the minimum distance between adjacent blind holes that the pretensioning device 8 can be removed to make the bores small. This in turn makes protruding bolt threads unscrewed,
a compact construction of machines or the like. According to F: i g. 3 intervenes at both ends with possible. 45 threaded bolt 4 with its lower shaft

Die tragenden Flanken des Innen- und Außenge- windeteil 2 in ein Innengewinde ein, das sich in derThe load-bearing flanks of the internal and external thread part 2 in an internal thread that is located in the

windes weisen vor der erstmaligen Belastung un- Sacklochbohrung eines Maschinenteiles 1 befindet,Windes point before the initial load un- blind hole of a machine part 1 is located,

gleiche Flankenformen auf, d.h. die eine Flanke Der zylindrische, gewindelose Mittelteil des Bolzens 4the same flank shapes, i.e. one flank The cylindrical, threadless middle part of the bolt 4

kann beispielsweise — im Querschnitt gesehen — durchdringt die Durchgangsbohrung 5 eines darüber-can for example - seen in cross section - penetrates the through hole 5 of an above-

geradlinig verlaufen und die andere leicht gebogen 50 liegenden Maschinenteiles 6. Auf dem oben anschlie-run in a straight line and the other slightly curved 50 lying machine part 6.

sein, oder beide Flanken können — ähnlich wie bei ßenden Gewindeteil des Bolzens 4 ist eine Mutter 18or both flanks can - similar to the ßenden threaded part of the bolt 4 is a nut 18

ineinander greifenden Zahnrädern — leicht gebogen aufgeschraubt. Wenn die Mutter 18 auf ihreminterlocking gears - screwed on slightly bent. When the mother is 18 on her

sein, oder der Flankenwinkel a des Außengewindes Druckring 11 aufliegt, ragt der Gewindeteil 17 überbe, or the flank angle a of the external thread pressure ring 11 rests, the threaded part 17 protrudes

wird etwas kleiner gewählt als der Flankenwinkel β die Mutter 18 hinaus. Wenn nun die Schraubenver-the nut 18 is selected somewhat smaller than the flank angle β. If the screw connections

des Innengewindes. 55 bindung vorgespannt werden soll, wird auf diesemof the internal thread. 55 binding is to be pretensioned on this

Durch diese Unterschiede in der Flankenform er- Gewindeteil 17 ein Vorspannaggregat 8 befestigt, das gibt sich bei Beginn der Vorspannung eine hohe spe- nach erfolgtem Vorspannen üblicherweise wieder zifische Flächenbelastung und als Folge davon eine entfernt wird. Mit Hilfe dieses Vorspannaggregates 8 plastische Deformation der miteinander in Beruh- wird der Bolzen 4 innerhalb des elastischen Bereirung kommenden Flankenteile. Diese Deformation 60 dies des verwendeten Bolzenmaterials auf ein geergibt zusammen mit der Steigungsdifferenz im voll wünschtes Maß vorgespannt. Das Vorspannaggrevorgespannten Zustand der Schraubverbindung eine gat 8 stützt sich mit seiner unteren Stirnseite 10 auf ausgeglichene Lastverteilung auf die an der Kraft- dem Druckring 11 ab oder kann auch direkt auf dem übertragung beteiligten Gewindegänge. Die Differenz Maschinenteil 6 abgestützt werden. Im Innern des der Flankenwinkel α und β soll kleiner als 5°, vor- 65 Gehäuses 9 dieses Vorspannaggregates 8 befindet zugsweise etwa 3°, betragen. Es ist zweckmäßig, den sich ein Kolben 12, der sich durch Zufuhr von Flankenwinkel ft des Innengewindes 1 etwa 27° und Druckflüssigkeit über eine Zuleitung 7 nach oben beden Flankenwinkel α des Außengewindes etwa 24° wegen läßt. Damit dieses Vorspannaggregate auchAs a result of these differences in the flank shape, a pre-tensioning unit 8 is attached to the threaded part 17, which at the beginning of the pre-tensioning results in a high specific surface load after pre-tensioning has taken place, and as a result, one is removed. With the help of this prestressing unit 8, plastic deformation of the flank parts coming into contact with one another is the bolt 4 within the elastic preparation. This deformation 60 of the bolt material used is preloaded to the desired extent together with the pitch difference. The pre-tensioned state of the screw connection a gat 8 is supported with its lower end face 10 on a balanced load distribution on the pressure ring 11 on the force or can also directly on the transmission involved threads. The difference machine part 6 are supported. In the interior of the flank angles α and β should be less than 5 °, in front of the housing 9 of this prestressing unit 8 is preferably about 3 °. It is expedient to have a piston 12 which, by supplying the flank angle ft of the internal thread 1 about 27 ° and pressurized fluid via a feed line 7, can move up the flank angle α of the external thread about 24 °. So that this pretensioning unit too

an schwer zugänglichen Stellen und bei dicht nebeneinander liegenden Bolzen 4 eingesetzt werden kann, ist der untere Gehäuseteil gegenüber dem oberen Gehäuseteil im Durchmesser reduziert. Das gleiche trifft auch auf den Kolben 12 zu.can be used in hard-to-reach places and with bolts 4 lying close to one another, the lower housing part is reduced in diameter compared to the upper housing part. The same applies also towards the piston 12.

Beim Einsatz dieses Vorspannaggregates 8 wird der Kolben 12 auf den oberen, über die Mutter 18 hinausragenden Gewindeteil 17 aufgeschraubt und sodann Drucköl, beispielswise mit Hilfe einer Hand- oder Fußpumpe, der Kammer 20 zugeführt, so daß der Kolben 12 das Bestreben hat, sich nach aufwärts zu bewegen. Unter dem Einfluß der dadurch erzeugten Zugspannung im Bolzen 4 dehnt sich dieser, und die Mutter 18 kann sodann mit Hilfe eines in einen Schlitz 14 des Gehäuses eingreifenden Werkzeuges verdreht werden, bis sie auf dem Druckring satt zum Anliegen kommt. Diese Mutter 18 wird also nicht unter Last verdreht und nicht dazu benützt, um die Vorspannung im Bolzen zu erzeugen, sondern nur dazu, um die Vorspannkraft in der Schraubverbindung aufrecht zu erhalten, bis die Mutter angestellt ist. Hiernach wird das Vorspannaggregat 8 entfernt. Um die Längendehnung des Bolzens 4 unter der vom Vorspannaggregat 8 erzeugten Zugbeanspruchung kontrollieren zu können, beispielsweise mit Hilfe einer Dickenmeßlehre, ist auf der unteren Stirnseite 10 des Gehäuses eine Ausnehmung 16 vorhanden. Da an einem an das hydraulische Vorspannaggregat 8 angeschlossenen Manometer der Druck respektive die Vorspannkrafl sehr genau festgestellt werden kann, ist Gewähr dafür geboten, daß die vorgesehenen Sicherheitsfaktoren gegenüber der Streck grenze und der Bruchfestigkeit der beteiligten Werk stoffe genau eingehalten werden, im Gegensatz zi konventionellen Schraubverbindungen, bei denen in folge des stark schwankenden Reibungskoeffizienter der unter Last zueinander verdrehten Gewindeteile große Abweichungen gegenüber rechnerisch ermittel ten Werten auftreten können.When this pretensioning unit 8 is used, the piston 12 is pushed onto the upper one via the nut 18 protruding threaded part 17 screwed and then pressure oil, for example with the help of a Hand or foot pump, supplied to the chamber 20, so that the piston 12 tends to be to move upwards. Under the influence of the tensile stress thus generated in the bolt 4 expands this, and the nut 18 can then engage in a slot 14 of the housing with the aid of a Tool can be rotated until it comes to rest on the pressure ring. This mother is turning 18 so not twisted under load and not used to generate the preload in the bolt, but only to maintain the preload force in the screw connection until the nut is engaged is. The pretensioning unit 8 is then removed. To the elongation of the bolt 4 under to be able to control the tensile stress generated by the prestressing unit 8, for example with the aid of a thickness gauge, a recess 16 is provided on the lower end face 10 of the housing. Since the pressure on a pressure gauge connected to the hydraulic prestressing unit 8 respectively the pre-tensioning force can be determined very precisely, a guarantee is given that the intended Safety factors in relation to the yield point and the breaking strength of the involved plant materials are strictly adhered to, in contrast to zi conventional screw connections, in which in due to the strongly fluctuating coefficient of friction of the threaded parts twisted with respect to one another under load large deviations from arithmetically determined values can occur.

Mit Hilfe des beschriebenen Vorspannaggregate; läßt sich auch während des Betriebes einer Maschine od. dgl. ohne Unterbrechung des Kraftschlusses dit Vorspannung jederzeit kontrollieren und allenfalls korrigieren.With the help of the pre-tensioning units described; can also be used while a machine is in operation or the like without interrupting the frictional connection, check the preload at any time and if necessary correct.

Nach dem Entfernen des Vorspannaggregates f wird zum Schütze des Bolzengewindes eine Schutzhaube 21 aufgeschraubt.After removing the pre-tensioning unit f, a protective hood is used to protect the bolt thread 21 screwed on.

An Stelle einer mit Gewinde versehenen Sackloch bohrung könnte im Maschinenteil 1 auch eine durch gehende gewindelose Bohrung vorgesehen werder und der Bolzen 4 an beiden Enden mit Muttern versehen werden, oder der Bolzen 4 könnte auf einei Seite einen Kopf aufweisen.Instead of a threaded blind hole, one could also drill through in the machine part 1 going unthreaded bore is provided and the bolt 4 is provided with nuts at both ends or the bolt 4 could have a head on one side.

Es ist auch möglich, an Stelle der linearen eine progressive Steigungsdifferenz zwischen Außen- unc Innengewinde vorzusehen, wodurch sich theoretisel· eine absolut gleichmäßige Kraftverteilung der an dei Kraftübertragung beteiligten Gewindegänge ergibt Hingegen bereitet die genaue Herstellung solchei progressiver Steigungsänderungen erhebliche Schwie rigkeiten und kommt deshalb nur in Ausnahmefäller zum Einsatz.Instead of the linear one, it is also possible to use a progressive gradient difference between the outer and Internal thread to be provided, which theoretically results in an absolutely even distribution of force on the Power transmission involved thread turns results, however, the exact manufacture suchei progressive changes in incline cause considerable difficulties and therefore only occurs in exceptional cases for use.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

are removed and only after a certain elastic claims: ^ and plastic deformation z. B. the Bolzengewin- ües successively the remaining threads on the

1. Heavy-duty, take part in power transmission through a pretensioner. The disadvantage is that threading to be preloaded in the axial direction binding, with a bolt whose outer thread between the bolt and nut thread by ela thread is trapezoidal and a static material expansion must be overcome, Has flank angle of less than 45 ° and which results in very high friction values, so that the unbei the pitch more than 1.5 times the load relative to each other to be twisted Thread depth is marked io parts tend to seize.

It is also known (USA.-Patent 3230799,

Known characteristics: British patent specification 1,177,830), the one part

a) the pitch of the external thread (2) is small during the thread production in the axial direction ner than that of the internal thread (1); stretch, wöbe · after stopping the exertion

u \ j · ι »τι ι -wf -1.AO is an elastic rebound of the material,

b) the axial backlash a) between except, - « * ™ _the | _desired thread

and internal thread is larger than the total _{difference between} bolt and nut

• Ste.gungsd.fferenz of the interlocking S. ^ ^ .. ^ _,. ^ Wifkung ^ ^. ^

üewindegange; . ^^ _{a threaded part under} heating

c) the bolt (4) has at least one _2o _{axis pressure is} compressed. In its end regions, these measures have means (17) for attachment with the advantage that the _{thread can be produced with the pretensioning device.} can be done _{to norma} i _s tools that so