DE2115038A1 - Selbstarretierende Befestigungsschraube und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Selbstarretierende Befestigungsschraube und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
- F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
- F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
- F16B39/284—Locking by means of elastic deformation
Description
Patentanwälte
Dr.-Ing. Wilhelm Reichel
Dipl-lng. Wolfgang Reichel
Dipl-lng. Wolfgang Reichel
6 Frankfurt a. M. 1
Parksiiaße 13
Parksiiaße 13
6597
THOMAS L. MC KAY, Los Angeles, California, VStA
Selbstarretierende Befestigungsschraube und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die Erfindung betrifft eine selbstarretierende Befestigungsschraube
und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Ferner ist die Erfindung auf eine Verbesserung bei selbstarretierenden
Ganzmetallschrauben gerichtet, die an ihren vorderen Enden hohl oder rohrförmig ausgebildet sind.
Eine Schraube dieser Art kann an ihrem vorderen Ende gleichförmig ausgedehnt oder aufgeweitet werden, damit sie in einem
komplementären Innen-Schraubengewinde einen Festsitz erhält, wie dies in der US-PS 3 24$ 096 beschrieben ist. Ein Nachteil
einer solchen Schraube besteht darin, daß der gleichförmige Durchmesser des aufgeweiteten rohrförmigen Abschnittes keinerlei
Spielraum für lose Metallteilchen ermöglicht, die ein Festfressen oder Anfressen bewirken können. Ein weiterer Nachteil
ist der, daß die gleichförmig aufgeweitete kreisförmige Wand sich nicht leicht nach innen ausbiegt und daher in engen Toleranzen
dimensioniert sein muß, da bereits eine geringfügige
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Veränderung des Spielraumes der ineinandergreifenden Gewindegänge eine verhältnismäßig große Veränderung der selbstarretierenden
Blockierkraft zur Folge hat. Wenn das Spiel hinsichtlich eines eingreifenden Schraubengewindes jedoch zu geringfügig
ist, kann ein Festfressen oder Anfressen auftreten, während andererseits schon eine geringfügige Vergrößerung des
Spiels die gewünschte selbstarretierende Wirkung ausschließen . kann.
Eine Schraube dieser Art kann quer über einem Durchmesser des hohlen Endes aufgeweitet werden, um das hohle Ende mehr oder
weniger im Querschnitt oval zu gestalten, wie dies z.B. in der US-PS 2 856 617 beschrieben ist. Der ovale Querschnitt des
rohrförmigen Endes der Schraube dient zur Erhöhung der Flexibilität der Schraube, ermöglicht größere Toleranzen und schafft
außerdem Spielräume oder Zwischenräume für feine Metallteilchen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß die radiale Ausdehnung
des rohrförmigen Endes einer Schraube auf nur einem Durchmesser zur Erzeugung einer Arretierwirkung an zwei diametral
gegenüberliegenden Bereichen allzu häufig dazu führt, daß sich die Schraube im eingebauten Zustand ungehindert unter
Schwingungen hin- und herbewegen kanag wobei die Hin- und Herbewegung
das Bestreben hat, die Schraube zu lockern.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine selbstarretierende Schraube dieser allgemeinen Ausführung zu
schaffen, die frei von diesen verschiedenen Mängeln ist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine selbstarretierende
Befestigungsschraube gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Längsbohrung im vorderen Ende der Befestigungsschraube,
deren Achse von der Achse der Schraube gegen die eine Seite der Schraube entlang einem vorgegebenen Durchmesser
der Befestigungsschraube versetzt ist, wobei die Bohrung eine in Umfangsrichtung verlaufende Wand bildet, die in der
Dicke von einer maximalen Dicke am gegenüberliegenden Ende des vorgegebenen Durohmessers an der entgegengesetzten Seite
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der Schraube in entgegengesetzte Umfangsrichtungen auf eine minimale Dicke an der einen Seite der Befestigungsschraube am
einen Ende des vorgegebenen Durchmessers abnimmt, wenigstens einige der Gewindegänge des Außen-Schraubengewindes am Außenumfang
der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand ausgebildet sind und die in Umfangsrichtung verlaufende V/and zwei nach
außen verlagerte Abschnitte aufweist, die zwei nach außen abstehende Erhebungen bilden, welche an den gegenüberliegenden
Seiten des vorgegebenen Durchmessers unter einem V/inkel von
weniger als 90° von dem einen Ende des vorgegebenen Durchmessers an der einen Seite der Befestigungsschraube angeordnet
sind, wodurch das Außen-Schraubengewinde der Befestigungsschraube eine Dreipunkt-Arretierungsberührung mit dem komplementären
Innen-Schraubengewinde herstellt, während sich zwei der drei Punkte an den zwei Erhebungen befinden und der dritte
Punkt in dem Bereich des dicksten Teils der Umfangswand an der gegenüberliegenden Seite der Schraube liegt, und wobei ferner
das Außen-Schraubengewinde der Form der Erhebungen folgt, so daß eine örtliche Vergrößerung des Flankendurchmessers des
Außen-Schraubengewindes an den Erhebungen vorhanden ist.
Eine Schraube wird in üblicher V/eise mit dem gewöhnlichen Außen-Schraubengewinde hergestellt. Mit anderen Worten, das
Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beginnt mit einer üblichen massiven Schraube.
Der erste Schritt in dem Verfahren besteht darin, das vordere Ende der Schraube anzubohren und auf zubohr en, um eine Bohrung
mit abgestufter Form herzustellen, wobei der innere axiale Endabschnitt der Bohrung einen verringerten Durchmesser hat
und sich an der Übergangsstelle zu dem kleineren Durchmesser eine schräge innere, in umfangsrichtung verlaufende Schulter
befindet.
Die wichtige Tatsache ist die, daß die Bohrung exzentrisch angeordnet ist, d.h., daß die Achse der-Bohrung von der Achse
der Schraube entlang einem vorgegebenen Durchmesser der Schrau-
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be versetzt ist, so daß die daraus hervorgehende, in Umfangsrichtung
verlaufende Endwandung der Schraube eine minimale Dicke an einer Seite der Schraube und einem Ende des vorgegebenen
Durchmessers hat und in ihrer Dicke in entgegengesetzten Umfangsrichtungen fortschreitend bis zu einem Punkt maximaler
Dicke am anderen Ende des vorgegebenen Durchmessers zunimmt.
Ein Werkzeug zur Ausführung des nächsten Schrittes kann aus einem Stempel mit einem Querschnitt bestehen, der größer als
der Durchmesser des reduzierten inneren Teils der abgestuften Bohrung ist. Der Querschnitt des Stempels ist jedoch klein
genug, um in das äußere erweiterte Ende der Bohrung zu passen. Der Stempel hat eine nicht kreisrunde Querschnittsform und besitzt
vorzugsweise drei in Umfangsrichtung in Abstand voneinander angeordnete Längsrippen. Zwei der drei Längsrippen des
Stempels befinden sich in einem Abstand voneinander, der beträchtlich weniger als 180° beträgt.
Der mit den drei Rippen versehene Stempel wird in das erweiterte äußere Ende der exzentrischen Bohrung eingeführt und so
ausgerichtet, daß zwei der drei Rippen an gegenüberliegenden Seiten des Punktes der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand
der Schraube mit minimaler Dicke zu liegen kommen, und vorzugsweise in gleichen Abständen von dem Punkt der minimalen
Dicke. Die dritte Rippe des Stempels wird in dem Bereich der maximalen Dicke der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand der
Schraube positioniert.
Der abschließende Schritt besteht darin, den Stempel in Längsrichtung
in den reduzierten inneren Abschnitt der Bohrung einzutreiben, wobei die drei Rippen des Stempels sich in die
Wand der Bohrung einfressen und dabei eine radial nach außen gerichtete Kraft auf die Schraube in drei radialen Richtungen
ausüben.
Während sich eine jede der drei Rippen in das Metall einfrißt,
haben sie nicht nur das Bestreben, das Metall in Umfangsrich-
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. tung in die Zwischenräume an den Seiten der drei Rippen des Stempels zu verlagern, sondern das Metall auch radial nach
außen gegen den Umfang der Schraube hin zu verdrängen. Da sich die dritte Rippe des Stempels neben dem Bereich der maximalen
Wanddicke befindet, ist der Widerstand gegen eine radial nach außen gerichtete Verdrängung des Metalls auf den Umfang der
Schraube zu in diesem Bereich außergewöhnlich hoch, und die radial nach außen gerichtete Verdrängung oder Verlagerung kann
demzufolge so gering werden, daß sie in die Elastizitätsgrenze des Metalls fällt. Die dritte Rippe kann deshalb nur einen
sehr geringen oder gar keinen Einfluß auf die Formgestaltung der äußeren Umfangsflache der Schraube haben.
Andererseits ist der Widerstand gegen eine dauerhafte radial nach außen gerichtete^ Verformung der Schraube durch die ande-'
ren zwei Rippen des Stempels wesentlich geringer, da hier die Umfangswand beträchtlich dünner ist. Es ist zu beachten, daß
die Verlagerung der exzentrischen Bohrung der Schraube entlang dem vorgegebenen Durchmesser gegen den Bereich der minimalen
Wanddicke hin die Dicke des dünnsten Teils der Umfangswand verringert, um eine dauerhafte örtliche Verformung der
Wand durch den nicht kreisrunden Stempel zu begünstigen, sowie gleichzeitig die Dicke des dickeren Teils der Umfangswand vergrößert,
um eine dauerhafte örtliche Verformung des dicksten Wandteils zu verhüten.
Es sei bemerkt, daß die abgestufte Bohrung genügend exzentrisch relativ zur Achse der Schraube positioniert wird, um
die Umfangswand in ihrem dünneren Bereich ausreichend schwach zu gestalten, damit die zwei Rippen des Stempels zwei entsprechende
radial abstehende Erhebungen am Umfang der Schraube ausbilden können, und zwar bei entsprechend örtlicher Vergrößerung
des Flankendurchmessers der Gewindegänge des äußeren Schraubengewindes.
Ob nun die dritte Rippe des Stempels eine Außenerhebung im Bereich der maximalen Dicke der Umfangswand ausbildet oder
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nicht, ist nicht von Bedeutung, da in jedem Fall die erwünschte
Selbstarretierungswirkung an drei in Umfangsrichtung beabstandeten Punkten der Schraube erzielt wird', um jegliche
Möglichkeit auszuschließen, daß die eingebaute Schraube durch Schwingungen hin- und herbewegt werden kann.
Es ist tatsächlich erwünscht', die Ausbildung einer dritten Erhebung
im Bereich der maximalen Dicke der Umfangswand der Schraube zu vermeiden, da bei fehlender dritter Erhebung eine
ausgedehntere Berührung von Metall auf Metall vorhanden ist, welche die selbstarretierende Wirkung an dem dritten Punkt der
Schraube bewirkt. Die normale Krümmung der Schraube verläuft tangential zu dem komplementären Innen-Schraubengewinde. Die
eine Seite der Schraube bildet demzufolge eine erwünschte relativ große Reibungswiderstandsfläche gegen ein Lockern
oder Lösen der Schraube, und gleichzeitig schafft die Formgestaltung der Schraube Spielräume oder Zwischenräume für
irgendwelche feinverteilte Metallteilchen, die zwischen den zusammenwirkenden Schraubengewindegängen vorhanden sein können.
Die Erfindung wird nun an Hand der beiliegenden Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und
den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können
und mit dem V/illen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer üblichen Kopfschraube,
die beim ersten Schritt der Herstellung einer Schraube mit einer Dreipunkt-Selbstarretierung angebohrt
und aufgebohrt wurde;
Fig. 2 eine Stirnansicht der gleichen Schraube;
Fig. 3 eine Teilschnittansicht der Schraube mit einem nicht kreisrunden Stempel, der in das äußere Ende der abgestuften
Bohrung eingeführt ist und sich vor der Weiterbewegung in dem reduzierten inneren Abschnitt der
Bohrung befindet.
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Fig. 4 eine Querschnittansicht entlang der Linie 4-4 der Fig. 3, die die Querschnittsform des Stempels zeigt;
Fig. 5 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, in der jedoch der Stempel in den reduzierten inneren Abschnitt der abgestuften
Bohrung vorgeschoben dargestellt ist;
Fig. 6 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, die den Effekt zeigt, wenn der Stempel unter Druck in den inneren reduzierten
Abschnitt der abgestuften Bohrung vorgeschoben wird;
Fig. 7 eine der Fig. 4 ähnliche Ansicht, die veranschaulicht, wie ein Stempel mit einer rechteckigen Form in einer
Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung
Wie schon vorstehend erläutert wurde, geht die z.Z. bevorzugte Ausführungsform der Erfindung aus von einer herkömmlichen
Schraube 10 mit einem üblichen Außen-Schraubengewinde 12. Der erste Schritt besteht darin, die Schraube anzubohren und aufzubohren,
um im vorderen Ende der Schraube eine exzentrirche Längsbohrung abgesteppter Form auszubilden, wie sie in gestrichelten
Linien in Fig. 1 angedeutet ist. Wie im Schnitt der Fig. 3 gezeigt ist, weist die abgestufte Bohrung einen äußeren
Endabschnitt 14 mit relativ großem Durchmesser und einen inneren Endabschnitt 15 mit verringertem Durchmesser auf. Die
Verwendung eines herkömmlichen Bohrers zum Aufbohren erzeugt eine schräge Übergangsschulter 16 an der Verbindungsstelle der
zwei Abschnitte 14 und 15.
Wie in der Stirnansicht der Fig. 2 zu sehen ist, hat die Schraube 10 nach dem Anbohren und Aufbohren an ihrem vorderen
Ende eine rohrförmige Gestalt und besitzt eine in Umfangsrichtung
verlaufende --Wand 18, die in der Dicke in entgegengesetzten Umfangsrichtungen von einem Bereich 20 minimaler Dicke
gegen einen Bereich maximaler Dicke 22 fortschreitend zunimmt.
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Der Bereich der minimalen Dicke 20 befindet sich an der einen Seite der Schraube neben einem Ende eines Durchmessers, der
durch eine gestrichelte"Linie 24 angedeutet ist, und der Bereich 22 der maximalen Dicke liegt am anderen Ende des gleichen
Durchmessers. Es ist erkennbar, daß die minimale Dicke und die maximale Dicke der Umfangswand durch das Ausmaß bestimmt
werden, um das die Achse der abgestuften Bohrung von der Achse der Schraube versetzt ist, und daß der Effekt der
Verlagerung der abgestuften Bohrung entlang dem Durchmesser 24 gegen den Bereich 20 hin darin besteht, die Dicke der Umfangswand
am Bereich 20 zu verringern und gleichzeitig die Dicke der Umfangswand am entgegengesetzten Bereich 22 zu
vergrößern.
Der nächste Schritt besteht in der radial nach außen gerichteten Verlagerung oder Verdrängung der Umfangswand 18 der
Schraube an ausgewählten Punkten, um die erwünschte Dieipunkt-Arretierwirkung
zu erzeugen, wenn die Schraube anschließend in ein komplementäres Innen-Schraubengewinde eines komplementären
Teils eingedreht wird. Das Werkzeug, das die radial nach außen gerichtete Verlagerung des Materials der Umfangswand
hervorruft, kann ein Stempel sein, der allgemein mit 25 gekennzeichnet ist und eine nicht kreisrunde Querschnittsform
hat. Der Stempel weist einen größeren Querschnitt als der reduzierte innere Abschnitt 15 der abgestuften Bohrung auf, ist
jedoch so dimensioniert, daß er leicht in den erweiterten Endabschnitt
14 paßt.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, weist der Stempel 25 in diesem Ausführungsbeispiel eine dreieckige Querschnittsform auf, wobei
die Ecken des Dreiecks vorzugsweise auf den Radius des äußeren Abschnittes 14 der abgestuften Bohrung abgerundet
sind. Der Stempel 25 ist demzufolge mit drei Längsrippen 26, 27 und 28 versehen, die von Mitte zu Mitte gemessen in einem
Abstand von 120° angeordnet sind. Jede der drei Rippen hat jedoch eine größere radiale Abmessung als der Innenradius des
reduzierten inneren Abschnitts der abgestuften Bohrung beträgt.
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Fig. 3 zeigt das vordere Ende des Stempels 25 in einer Lage, in der es in den reduzierten inneren Endabschnitt 15 der abgestuften
Bohrung eintritt, und Fig. 4 zeigt die Querschnittsform des Stempels. Gemäß Fig. 4 ist der Stempel 25 so ausgerichtet,
daß sich die zwei Längsrippen 26 und 27 des Stempels 25 in einer Lage befinden, in der sie den Bereich der
minimalen Wanddicke 20 überspannen. Die zwei Rippen sind in Umfangsrichtung vorzugsweise in gleichem Abstand vom Bereich
20 weg angeordnet. Wenn der Stempel diese Position einnimmt, wird er in den reduzierten inneren Abschnitt 15 der abgestuften
Bohrung hineinbewegt, was einen Metallfluß oder eine Metallverlagerung in der Bewegungsbahn des Stempels zur Folge
hat.
Wenn sich das vordere Ende des Stempels 25 in das Metall des inneren reduzierten Abschnittes 15 der abgestuften Bohrung
frißt, wird das Metall in der Bahn des Stempels in Umfangsrichtung gegen die gegenüberliegenden Seiten einer jeden Rippe
verlagert, und zusätzlich erzeugt jede Rippe eine radial nach außen gerichtete Kraft, die die Umfangswand 18 örtlich
verformt. Wenn die radial nach außen gerichtete Verformung die Elastizitätsgrenzen des Metalls der Wand überschreitet,
bewirkt dies die Ausbildung einer nach außen hervorstehenden ■Erhebung am Umfang der Schraube.
Fig. 5 zeigt den in die abgestufte Bohrung vorgeschobenen Stempel,
und Fig. 6 veranschaulicht die zwei Erhebungen 30, die durch die zwei Rippen 26 und 27 des Stempels erzeugt werden.
Fig. 6 veranschaulicht ferner, wie jede der drei Rippen des Stempels das Metall in das Innere der abgestuften Bohrung
verlagert, wobei das verlagerte Metall an jeder Seite einer jeden Rippe bei 32 angedeutet ist. Es wird bemerkt, daß das
Außen-Schraubengewinde 12 der Formgestaltung der zwei Erhebungen 30 folgt, was eine örtliche Vergrößerung des Flankendurchmessers
des Außen-Schraubengewindes an jeder Erhebung zur Folge hat.
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Es ist erkennbar, daß das Ausmaß der nach außen gerichteten Verformung der Umfangsv/and 18 durch die drei Rippen des otempels
von dem Widerstand gegen eine solche nach außen gerichtete Verformung abhängt. Da jedoch die Umfangswand im Bereich
der zwei Rippen 26 und 27 verhältnismäßig dünn ist, ist der Widerstand gegen eine nach außen gerichtete Verformung verhältnismäßig
niedrig, und die nach außen gerichtete Verformung überschreitet die Elastizitätsgrenzen des Metalls, was die
dauerhafte Verformung ergibt, welche die zwei Erhebungen 30 bildet. Andererseits hat die Umfangswand 18 eine maximale Dicke
im Bereich der dritten Rippe 28, wo ein maximaler V/iderstand gegen eine Verformung in diesem Bereich vorhanden ist. Die
Verformung kann demzufolge innerhalb der Elastizitätsgrenzen des Metalls liegen, so daß keine dauerhafte Verformung irgendwelcher
Art entsteht.
Eine wichtige Tatsache besteht darin, daß die erwünschte Dreipunkt-Selbstarretierung
unabhängig davon erreicht wird, ob eine Erhebung durch die dritte Rippe 28 erzeugt wird oder
nicht. Vorzugsweise erfolgt keine'· dauerhafte Umfangsverformung der Schraube irgendwelcher Art durch die dritte Rippe 28. Die
zwei Erhebungen 30, welche durch die Rippen 26 und 27 geschaffen werden, reichen aus, denn beim Eindrehen der Schraube
in ein komplementäres Innen-Schraubengewinde erzeugen die zwei Erhebungen 30 eine Druckkraft, die den Schraubenkörper seit-
w lieh in Richtung des Bereichs 22 der maximalen Wanddicke
drückt, und der Umfang der Schraube im Bereich der maximalen Wanddicke kommt in eine selbstarretierende Berührung mit dem
umgebenden Innen-Schraubengewinde. Wenn demzufolge eine dritte Erhebung fehlt, kommt das normal gekrümmte Außen-Schraubengewinde
der Befestigungsschraube in tangentiale Berührung mit dem komplementären Innen-Schraubengewinde eines komplementären
Teils, wobei sich eine maximale Metall auf Metall-Berührungszone in dem Bereich des dritten Punktes der Selbstarretierung
ergibt.
Es sei bemerkt, daß in Fig. 6 jede der drei Rippen des Stempels eine entsprechende Ausnehmung in der Wand der abgestuften
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Bohrung ausarbeitet, was eine örtliche Verringerung der Dicke der Umfangswand zur Folge hat. Tatsächlich verlagern die zwei
Rippen 26 und 27 des Stempels örtlich die Viand radial nach außen, um die entsprechenden Ausnehmungen und Erhebungen auszubilden.
Dadurch, daß man die Bohrung im vorderen Ende der Schraube in einer abgestuften Form ausführt, ist es möglich, die Lage der
nach außen abstehenden Erhebungen relativ zum vorderen Ende des Außen-Schraubengewindes vorzubestimmen. Wie z.B. in Fig.
angedeutet ist, kann der innere reduzierte Abschnitt 15 der Bohrung um etwa zwei Gewindegänge vom vorderen Ende des Außen-Schraubengewindes
12 beabstandet werden, um das anfängliche Eindrehen der Schraube in ein komplementäres Schraubengewinde
einfach zu gestalten.bzw. zu erleichtern.
Fig. 7 zeigt, v/ie ein Stempel 50 von rechteckiger Form mit vier abgerundeten Kanten 51, 52, 53 und 54 anstelle eines
dreirippigen Stempels verwendet werden kann. Die vier Rippen sind um 90°, statt um 120° in Abstand voneinander angeordnet.
V/ie in Fig. 7 gezeigt ist, wird der Stempel 50 relativ zu der Schraube 10 so eingestellt, daß die zwei Rippen 51 und ^l den
oben erwähnten Durchmesser 24 im Bereich der minimalen Dicke der Umfangswand 18 überspannen. Die zwei Rippen 51 und 52 sind
demzufolge gegenüber relativ dünnen Abschnitten der Wand 18 positioniert, und die anderen zwei Rippen 53 und 54 befinden
sich in Bereichen von wesentlich größerer Wanddicke. Der Widerstand
gegen eine nach -außen gerichtete Verformung des verhältnismäßig dicken Teils der Wand 18 durch die Rippen 53 und
54 ist so groß , daß eine dauerhafte radiale Verformung in diesen -zwei Bereichen ausgeschlossen ist. Die zwei Rippen 51
und 52 des Stempels erzeugen demzufolge deutlich erkennbare Erhebungen 55, während die anderen zwei Längsrippen 53 und 54
keine Erhebungen ausbilden.
BAD
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Claims (10)
- PatentansprücheSelbstarretierende Befestigungsschraube mit einem Außengewinde, das in Eingriff mit einem komplementären Innengewinde eines komplementären Teils bringbar ist, gekennzeichnet durch eine Längsbohrung (14,15) im vorderen Ende der Befestigungsschraube (10), deren Achse von der Achse der Schraube gegen die eine Seite der Schraube entlang einem vorgegebenen Durchmesser (24) der Befestigungsschraube versetzt ist, wobei die Bohrung eine in Umfangsrichtung verlaufende Wand (18) bildet, die in der Dicke von einer maximalen Dicke (22) am gegenüberliegenden Ende des vorgegebenen Durchmessers an der entgegengesetzten Seite der Schraube in entgegengesetzte Umfangsrichtungen auf eine minimale Dicke (20) an der einen Seite der Befestigungsschraube am einen Ende des vorgegebenen Durchmessers (24) abnimmt, wenigstens einige der Gewindegänge des Außen-Schraubengewindes (12) am Außenumfang der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand (18)'ausgebildet sind und die in Umfangsrichtung verlaufende Wand (18) zwei nach außen verlagerte Abschnitte aufweist, die. zwei nach außen abstehende Erhebungen (30;55) bilden, welche von den gegenüberliegenden Seiten des vorgegebenen Durchmessers (24) unter einem Winkel von weniger als 90° von dem einen Ende des vorgegebenen Durchmessers an der einen Seite der Befestigungsschraube angeordnet sind, wodurch das Außen-Schraubengewinde (12) der Befestigungsschraube eine Dreipunkt-Arretierungsberührung mit dem komplementären Innen-Schraubengewinde herstellt, während sich zwei der drei Punkte an den zwei Erhebungen (30;55) befinden und der dritte Punkt in dem Bereich des dicksten Teils (22) der Umfangswand (18) an der gegenüberliegenden Seite der Schraube liegt, und wobei ferner das Außen-Schraubengewinde (12) der Form der Erhebungen (30;55) folgt, so daß eine örtliche Vergrößerung des Flankendurchmessers des Außen-Schraubengewindes an den Erhebungen vorhanden ist.109845/1190
- 2. Selbstarretierende Befestigungsschraube nach Anspruch 1, dadurch ge.kennzeichnet, daß die Erhebungen (30;55) axial zur Schraube (10) vom vorderen Ende des Außen-Schraubengewindes (12) beabstandet sind.
- 3. Selbstarretierende Befestigungsschraube nach Anspruch 1, dadxirch gekennzeichnet, daß ein innerer axialer Abschnitt (15) der Bohrung im Längsbereich der Erhebungen (30;55) einen verringerten Innendurchmesser aufweist und die zwei Erhebungen radial nach außen in bezug auf die Umfangswand (18) in dem inneren axialen Abschnitt (15) der Bohrung versetzt sind, wobei die Innenseite der Umfangswand (18) Ausnehmungen aufweist, die den Erhebungen entsprechen.
- 4. Selbstarretierende Befestigungsschraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Befestigungsschraube (10) im Bereich des dritten Punktes konzentrisch zur Achse der Befestigungsschraube verläuft, so daß das Außen-Schraubengewinde (12) mit seiner normalen Krümmung in tangentialer Berührung mit dem komplementären Innen-Schraubengewinde steht.
- 5» Selbstarretierende Befestigungsschraube nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand (18) in zwei Bereichen an den gegenüberliegenden Seiten des vorgegebenen Durchmessers (24) an der einen Seite der Schraube (10) unter einem Winkel von weniger als 90° von dem vorgegebenen Durchmesser örtlich radial nach außen versetzt ist, wobei die Versetzungen Erhebungen (30;55) an dem Außenumfang der Befestigungsschraube bilden und das Außen-Schraubengewinde (12) der Form der Erhebungen folgt und einen örtlich vergrößerten Flankendurchmesser an den Erhebungen aufweist, so daß das Außen-Schraubengewinde der Befestigungsschraube eine Dreipunktberührung mit dem komplementären Innen-Schraubengewinde herstellt, daß zwei der drei Punkte sich an den zweiT09845/112QErhebungen (30;55) befinden, während der dritte Punkt im Bereich des dicksten Teils (22) der V/and (18) liegt und daß die Ausnehmungen an der Innenseite der Wand örtlich üie Dicke der Wand (18) reduzieren, um den Widerstand der Wand gegen eine elastische nach innen gerichtete Ausbiegung aufgrund eines Druckes zu verringern,"der auf die Erhebungen (30;55) durch das komplementäre Außen-Schraubengewinde ausgeübt wird.
- 6. Verfahren zur Herstellung einer selbstarretierenden Befestigungsschraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Ausbildung eines Schraubenkörpers, der ein Außen-Schraubengewinde aufweist;Anbohren und Aufbohren des vorderen Endes der Befestigungsschraube, um in dieser eine Längsbohrung von abgestufter Form auszubilden, während ein axial innerer Abschnitt der Bohrung im Längsbereich des Außen-Schraubengewindes einen verringerten Durchmesser hat und die radiale Abmessung der in Umfang sr ichtung verlaufenden Wand der Bohrung entsprechend verstärkt ist und die Achse der Bohrung von der Achse der Befestigungsschraube gegen die eine Seite" der Schraube entlang einem vorgegebenen Durchmesser der Schraube versetzt ist, so daß die in Umfangsrichtung verlaufende Wand der Bohrung von einer maximalen Dicke an der gegenüberliegenden Seite der Schraube in entgegengesetzten Umf angsrichtungen auf eine minimale. Dicke an der einen Seite der Schraube abnimmt,Ausbilden eines Stempels mit einer nichtkreisrunden Querschnittsform, der zwei radial hervorstehende Längsrippen aufweist, die um weniger als 180° in Abstand voneinander liegen, v/obei der Querschnitt des Stempels größer ist als der Durchmesser des inneren axialen Abschnitts der abgestuften Bohrung und kleiner als der Durchmesser des äußeren Abschnitts der abgestufen Bohrung; Positionieren des Stempels in allgemeiner Ausfluchtung auf die abgestufte Bohrung, so daß die zwei Rippen des Stempels den vorgegebenen Durchmesser der Schraube an der einen Seite der Schraube überspannen undEindrücken des Stempels in Längsrichtung in den axial inneren Abschnitt der Bohrung, so daß die zwei Rippen des Stempels109845/1120entsprechende Abschnitte der Umfangswand der Schraube nach außen verdrängen, um entsprechende nach außen hervorstehende Erhebungen - am Außenumfang der Schraube auszubilden, v/obei der Flankendurchmesser des Außen-Schraubengewindes örtlich an den zwei Erhebungen vergrößert wird, so daß das Außen-Schraubengewinde der Befestigungsschraube anschließend in Dreipunktberührung mit dem komplementären Innen-Schraubengewinde kommt, während zwei der drei Punkte sich an den zwei Erhebungen befinden und der dritte Punkt an der gegenüberliegenden Seite der Befestigungsschraube liegt.
- 7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel eine dritte Längsrippe im wesentlichen im gleichen Abstand von den zwei. Rippen an der Seite des Stempels aufweist, die von den zwei Rippen abgekehrt ist, wodurch die dritte Rippe des Stempels auf den dicksten Teiü/der V/and einwirkt. - 8. Verfahren nach Anspruch 7»
dadurch gekennzeichnet, daß die drei Rippen des Stempels in Umfangsrichtung des Stempels im wesentlichen in gleichen Abständen angeordnet sina. - 9. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen im allgemeinen rechteckigen Querschnitt aufweist, um vier Rippen auszubilden, die zwei zuerst erwähnten Rippen sich an der einen Seite des Stempels befinden und die übrigen beiden Rippen an der gegenüberliegenden Seite des Stempels liegen, um die in Umfangsrichtung verlaufende Wand an der gegenüberliegenden Seite der Befestigungsschraube zu berühren. - 10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Längsbohrung im vorderen Ende der Befestigungsschraube gegenüber der Achse der Schraube nach der einen Seite der Schraube entlang einem vorgegebenen Durchmesser der109845/1120Schraube so versetzt wird, daß die Wand der Bohrung in der Dicke in entgegengesetzten Umfangsrichtungen von einer minimalen Dicke am einen Ende des vorgegebenen Durchmessers an der einen Seite der Schraube auf eine maximale Dicke am gegenüberliegenden Ende des Durchmessers an der entgegengesetzten Seite der Schraube fortschreitend zunimmt unddaß die in Umfangsrichtung verlaufende Wand -in zwei Bereichen an gegenüberliegenden Seiten des einen Endes des Durchmessers unter einem Winkel von weniger als 90° von diesem örtlich radial nach außen versetzt wird, um entsprechende Ausnehmungen an der Innenseite der in Umfangsrichtung verlaufenden Wand sowie zwei radial hervorstehende Erhebungen an der Schraube in den zwei Bereichen auszubilden, um dadurch den Plankendurchmesser des Außen-Schraubengewindes an den Erhebungen örtlich zu vergrößern, so daß das Außen-Schraubengewinde in Sperreingriff mit dem komplementären Innen-Schraubengewinde an drei in Umfangsrichtung beabstandeten Punkten kommt, wobei zwei der drei Punkte sich an den zwei Erhebungen der Schraube befinden, während der dritte Punkt an der gegenüberliegenden Seite der Schraube liegt.10984SM120Lee rseite
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