DE2215513A1 - Stiftschrauben - Google Patents

Description

Hamburg, d, 29· 3β 1972

Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Verbindungselemente, insbesondere auf eine neue Stift schraube.

Erfindungsgegenstand ist eine Stiftschraube, die gekennzeichnet ist durch zwei Teilstücke, von denen das eine Teilstück mit von einer aus mit teilweise gehärtetem, unter Einwirkung von Wärme voll aushärtbarem Epoxidharz aufgebautem Haftmittel bestehenden Abdeckung ummantelten peripheren Erhöhungen ausgebildet ist, und das andere Teilstück sich von dem ersten Teilstüek zu diesem coaxial erstreckt. Die peripheren Erhöhungen sind zweekmässig als Gewindegänge ausgebildet, und vorteilhaft ist auch das sich von dem ersten Teilstüek coaxial erstreckende Teilstück mit Gewindegängen, die zur Aufnahme einer Mutter geeignet sind, versehen. Die Gewinde können rechtsgängig und/ oder linksgängig ausgebildet sein. Vorteilhaft ist zwischen „ dem ersten Teilstüek und dem zweiten Teilstüek der erfindungsgemässen Stiftschraube ein radial nach aussen auskragender Flansch vorhanden.

Eine weitere sehr zweckmässige Ausbildung der erfindungsgemässen Stiftschraube ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilstüek in einem mit einer entsprechenden Aussparung versehenen Werkstück durch vollständige Aushärtung der Epoxidharz-Abdeckung in dieser Aussparung fest verhaftet ist. Dabei kann zusätzlich die Unterseite des Flansches mittels vollständig gehärtetem Haftmittel mit der Oberseite des Werkstückes fest verhaftet sein.

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Als Epoxidharze, die in dem an der erfindungsgemässen Stiftschraube vorhandenen Haftmittel enthalten sind, können beliebige der zahlreichen bekannten und üblichen wärmehartbaren Harze, die durch Polymerisation eines Epoxids gewonnen werden und sich durch gute Haftfähigkeit und besondere Widerstandsfestigkeit gegen Chemikalien auszeichnen, dienen.

Für solche Haftmittel, wie wärmehärtbare Epoxidharze, ist charakteristisch, dass sie in drei Stufen reagieren, die als A-Stadium, B-Stadium und C-Stadium bezeichnet werden. Bei dem A-Stadium handelt es sich um einen ersten Zustand bei der Reaktion eines Epoxidharzes, in dem das Harz noch nicht gehärtet ist; es lässt sich daher in bestimmten Flüssigkeiten lösen und ist schmelzfähig. Das B-Stadium ist ein weiter fortgeschrittener Zustand im Verlauf der Reaktion, bei dem das Material teilweise gehärtet ist, jedoch noch weich wird, wenn man Wärme aufbringt. Mit anderen Worten, das Epoxid ist im B-Stadium ein teilweise gehärtetes bzw. teilweise vernetztes Klebe- und Haftmittel. Im Endzustand, dem C-Stadium, liegt das Epoxidharz vollständig ausgehärtet vor; es ist relativ unlöslich und nicht mehr schmelzbar.

Für die erfindungsgemässen Stiftschrauben wird das Epoxidharz im teilweise gehärteten Zustand, im B-Stadium, zum Ummanteln der Gewindegänge des einen Teilstücks verwendet. Nachdem dieses Teilstück.in eine in einem Werkstück passend vorgeformte Öffnung eingesetzt bzw. eingeschoben worden ist und dann auf das Werkstück an den Stellen, an denen das sich im B-Stadium befindliche Epoxidharz-Haftmittel längs den Innenwänden der Öffnung des Werkstücks verteilt hat, Wärme aufgebracht wird, härtet das Epoxidharz vollständig aus, und danach ist das Teilstück fest mit dem Werkstück verbunden. Die Haftung kann an dem Werkstück dadurch verstärkt werden, dass auch auf die Unterseite des Flansches zwischen dem ersten und zweiten Teilstück Haftmittel aufgebracht und dieses, nachdem das zweite Teilstück in die vorbereitete Öffnung des Werkstücks eingeschoben und die Unterseite des Flansches auf das» Werkstück zum Aufliegen gekommen ist, durch Erwärmen ausgehärtet wird. _ 209841/087 3

Anhand der in der beiliegenden Zeichnung dargestellten beispielsweisen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Stiftschraube wird diese nachstehend noch näher beschrieben. Es zeigen: ' Fig. 1 eine Seitenansicht einer erf indungs geraäs sen Stiftschraube,

Fig. 2 die Stiftschraube gemäss Fig. 1 während des Einsetzens in eine Werkstück-Öffnung, Fig. 3 die Stiftschraube der Fig. 1 und 2 in vollständig

in der Werkstuck-Pffnung eingesetztem Zustand,

Fig. 4 eine erfindungsgemässe Stiftschraube beim Einsetzen in ein zylindrisch geformtes Werkstück mit einer Einrichtung zum Aufbringen von Wärme auf das Werkstück,
Fig. 5 die Ausführungsform der Fig. 4 nach dem vollständigen

Aushärten und Festwerden des Epoxidharzes, und Fig. 6 eine abgeänderte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Stiftschraube.

In den Figuren sind vergleichbare Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Wie aus den Fig. 1 - 5 zu erkennen, besteht die Stiftschraube aus zwei Teilstücken 12 und 14, die durch einen Flansch 16 voneinander getrennt'sind. Das Teilstück 14 hat ein zur Aufnahme einer Mutter geeignetes Aussengewinde, und das Teilstück 12 ist ebenfalls mit äusseren Gewindegängen gebildet und besteht aus dem linksgängigen Gewinde 20 und dem rechtsgängigen Gewinde 22. Es kann für manche Verwendungszwecke wünschenswert sein, entweder nur rechtsgängiges Gewinde oder nur linksgängiges Gewinde über die ganze Länge des Teilstückes 12 vorzusehen.

Die Gewindegänge des Teilstückes 12 sind, wie beispielsweise in Fig. 1 zu sehen, von einer Abdeckung 24 ummantelt. Diese besteht aus geeignetem Haftmittel, das vorzugsweise auf Basis eines Epoxidharzes aufgebaut ist, das sich in dem B-Stadium befindet,

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d.h. in teilweise gehärtetem Zustand vorliegt. Wie zuvor beschrieben lässt sich Epoxidharz in einem solchen Zustand durch nachfolgendes Erwärmen aus diesem B-Stadium in das C-Stadlum überführen, in dem das Haftmittel unschmelzbar geworden ist. Das Aufbringen von Wärme auf die aus teilweise gehärtetem Haftmittel bestehende Abdeckung 24 führt dementsprechend nicht nur dazu, dass das Material in feste Haftung mit den linksgängigen und rechtsgängigen Gewindegen 20 und 22 kommt, sondern es fließt auch nach oben und gelangt unter die untere Seite bzw. Klemmseite des Flansches 16, wie dies aus Fig. 3 zu erkennen ist. Nachdem Wärme aufgebracht und das Harz vollständig ausgehärtet ist und sich in seinem C-Stadium befindet, liegt die Abdeckung 24 verfestigt vor und ergibt eine bleibende Bindung zwischen der Stiftschraube 10 und der öffnung des Werkstückes 26.

In den Fig. 4 und 5 ist das Einbringen einer erfindungsgemässen Stiftschraube 10 in ein im wesentlichen zylinderförmiges, aus Beton bestehendes Werkstück 26a veranschaulicht. Unter diesen Umständen kann die Wärme auf das Werkstück 26a vermittels einer geeigneten Heizeinrichtung 28, in Fig. 4 veranschaulicht, aufgebracht werden. Beim Erhitzen fließt das teilweise gehärtete Haftmittel der Abdeckung 24, wie dies zuvor beschrieben wurde, und nach dem Aushärten ist eine feste Verbindung zwischen der Stiftschraube 10 und dem Werkstück 26a ausgebildet.

Die in Fig. 6 veranschaulichte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Stiftschraube 10a weist an ihrem Teilstück l4a eine relativ glatte äussere Oberfläche auf, und dadurch unterscheidet sie sich von den in den anderen Figuren dargestellten Ausführungsformen, bei denen das Teilstück 14 mit Aussengewinde 18 versehen ist. In übriger Hinsicht ist die Stiftschraube 10a wie die zuvor beschriebene Stiftschraube 10 konstruiert. So weist die Stiftschraube 10a ein Teilstück 12a auf, das rechtsgängiges und linksgängiges Aussengewinde 22a und 20a besitzt. Ein Flansch l6a ist zwischen

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den Teilstücken 12a und l4a vorhanden. Das Teilstück 12a ist mit einer Abdeckung 24a aus teilweise gehärtetem Haftmaterial ummantelt, und das Haftinaterial weist die Eigenschaften eines Epoxidharze« auf und lässt sich dementsprechend durch Aufbringen von Wärme, wie zuvor beschrieben, in den unschmelzbaren Zustand überführen, Das Material der Abdeckung 24a krann^ wie dies zuvor mit Bezug auf das Material der Abdeckung 24 beschrieben wurde, aus dem Ei-Stadium der Reaktion in das C-Stadium der Reaktion übergeführt werden, und in dieser Weise kann eine effektive Bindung zwischen der Stiftschraube und dem Werkstück, in <ks diese eingesetzt worden ist., bewirkt werden,,

Aus den vorstehenden Ausführungen wird deutlich, dass die erfindungsgemässe Stiftschrau.be, deren eines Endstück, in zusammenmontiertem Zustand mit einem Werkstück vorliegen kann, ein sehr einfaches und technisch vorteilhaftes Verbindungselement darstellt. Dcibei kann es für bestimmte Zwecke auch genügen, wenn das erste Teilstück einer solchen Stiftsehraube periphere Er- " höhungen aufweist, die verschieden sind von Gewindegängen. Das Haftmittel-Material, das das Teilstück ummantelt, bleibt unter Normaltemperatür stabil und reagiert nicht aus dem B-Stadium in das C-Stadium, es sei denn, dass erhöhte Temperaturen darauf zur Einwirkung kommen. Es gibt Epoxidharze, die unter einer Umgebungstemperatur von bis zu 93°C stabil bleiben. Dadurch wird es mögLich, eine erfindungsgemässe, mit mit Epoxidharz ummantelten Enden ausgebildete Stiftschraube zu transportieren, und man kann solche Stiftschrauben über lange Zeiten bei Zimmertemperaturen lagern, ohne dass die Gefahr besteht, dass das die Abdeckung bildende Haftmittel ausreagiert. Wenn man das die Ummantelung bildende Haftmlttel dann ausreichend hohen Temperaturen unterwirft _s dann läuft die Reaktion so ab, dass ein zähes vernetztes Epoxid-Produkt gebildet wird, das sich durch ausgezeichnete Isolierungseigenschaften und sehr gute Widerstandsfähigkeit gegen Wärme und Feuchtigkeit auszeichnet. Zusätzlich

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bildet das vollständig ausgehärtete Epoxidharz eine feste bleibende Bindimg zwischen der StLftschraube und dem Werkstück. Wenn es sich bei dem mit der öffnung versehenen Werkstück um ein solches aus relativ hartem Material, wie beispielsweise Beton handelt, wie es Ln den Pig. -I- und 5 dargestellt ist, kann es sein, dass schon beim anfänglichen Einsetzen und Eindrehen der Stiftschraube LO Ln das Werkstück genügend Reibungswärme auftritt, um das teilweise gehärtete Haftmittel bzw, Epoxidharz zu verf LiujsIgen und aus dem B-Stadium in das endgültig ausgehärtete C-Stadium überzuführen. In der vorstehenden Beschreibung wurde mit Bezug auf das Haftmittel stets vnn einem Epoxidharz des wärmehärtenden Typs, dessen Umwandlung über die Stadien A, B und C erfoLgt, gesprochen. Die vorliegende Erfindung lässt sich jedoch auch mit Hilfe von thermoplastischen flaftmitteln paktizLereri. DabeL wird dann anstelle der Vernetzung in ein C-Stadium., wie dies zuvor beschrieben wurde, das Material abgekUhLt und verfestigt und so in einen festen und zähen Zustand gebracht, in dem es die gleichen funktioneilen Eigenschaften wie ein im C-ΰcadIum befindliches Epoxidharz aufweLst.

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Claims (12)

Ansprüche

1. Stiftschraube, gekennzeichni durch zwei Tej 3 stücke (12, 14), von denen das eine Teilstück (12) mit von einer aus mit teilweise gehärtetem, unter Einwirkung von Wärme voll aushärtbarem Epoxidharz aufgebautem Haftmittel bestehenden Abdeckung (24) ummantelten peripheren Erhöhungen (20, 22) ausgebildet ist, und das andere Teilstüek {14) sieh von dem Teilstück (12) ausgehend zu diesem coaxial erstreckt.

2* Stiftsehraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,*dass die peripheren Erhöhungen (20, 22) in Form von Gewindegängen ausgebildet sind.

3. Stiftsehraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das andere Teilstüek (14) mit zur Aufnahme einer Mutter geeigneten äusseren Gewindegängen (l8) ausgebildet ist,

4. Stiftschraube nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ¹TeIlStUCk (12) linksgängige Aussengewinde und an dem Teilstüek {14) rechtsgängige zur Aufnahme einer Mutter geeignete Gewinde vorhanden sind,

5.. Stiftschraube nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Teilstüek (12) sowohl Ii nies gängiges Gewinde (20) als auch rechtsgängiges Gewinde (22) und an dem Teilstüek (l4) rechtsgängiges, zur Aufnahme einer Mutter geeignetes Gewinde (l8) vorhanden ist.

6. Stiftsehraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilstüek (l4a) eine relativ glatte, gewihdefreie Aussenflache aufweist«

7* Stiftsehraube nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten (12) und dem zweiten (l4) Teilstüek ein nach aussen radial sich erstreckender Flansch (16) angeordnet ist,

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8. Stiftschraube nach Anspruch 1 bis 7 in abgeändertem Zustand, dadurch gekennzeichnet, dass das Teilstück (12) in einem mit einer entsprechenden Aussparung versehenen Werkstück (26) durch vollständige Aushärtung der Epoxidharz-Abdeckung (24) in dieser Aussparung fest verhaftet ist,

9. Stiftschraube nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Unterseite des Flansches (16) mittels vollständig ausgehärtetem Haftmittel mit der Oberseite des Werkstücks (26) fest verhaftet ist«

10. Stiftschraube nach Anspruch 8 oder >9> dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück ein zylinderfb'rmiges Werkstück (26a) mit von der Aussenseite achsial sich erstreckender öffnung ist, dessen Querausdehnung in Höhe der öffnung eine die Überführung von auf die Aussenseite aufgebrachter Wärme zu'dem in die öffnung eingepressten Haftmittel an dem Teilstück (12) ermöglichende Abmessung hat.

11« Verfahren zum Einbringen einer metallischen, mit Gewinde versehenen Stiftschraube in eine vorgeformte öffnung in relativ hartem nichtmetallischem Werkstoff, beispielsweise Beton, dadurch gekennzeichnet, dass in die öffnung des Werkstückes ein Ende eines metallischen Verbindungselement-Schaftes eingebracht wird, der mit die funktioneilen Eigenschaften eines teilweise gehärteten Epoxidharz aufweisendem Haftmittel überzogen ist, dass beim Einsetzen eine Reibungsberührung der die öffnung begrenzenden Wand des Werkstückes mit dem Haftmittel ausgeübt wird, und dass dabei eine zum Schmelzen des Haftmittels und überführen dieses Materials in den vollständig gehärteten Zustand ausreichende Wärme erzeugt wird, und das Material an der Aussenseite des eingesetzten Endes des Verbindungselementes und an der die öffnung darstellenden Innenseite des Werkstoffes in feste Bauverbindung gebracht wird«

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12. "Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit Gewinde versehene Stiftschraube,, die einen mittleren radialen Plansch aufweist, eingesetzt wird, und.ein Teil des geschmolzenen Haftmittels aus der Öffnung in dem Werkstück zwischen die Werkstückoberfläche und die Planschunterflache gepresst wird«

1>„ Verfahren zum Befestigen eines metallischen,, mit Gewinde versehenen Verbindungsraittels mit mittlerem radialem Flansch In einer Workstücköffnung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Schaftes des Verbindungsmittels, das mit die funktionellen Eigenschaften eines teilweise gehärteten Epoxidharzes aufweisendem Haftmittel überzogen ist, teleskopartig in eine entsprechend dimensionierte Öffnung in einem Werkstück eingesetzt, dann das Haftmittel soweit erhitzt wird, dass es schmilzt und dann dieses Haftmittel in den vollständig ausgehärteten Zustand übergeführt wird, in dem es eine feste Bindung zu der Aussenseite des eingesetzten Endes des Verbindungsmittels und zu der Innenseite der dazu passenden Öffnung in dem Werkstück ausbildet, und dass man mit Hilfe der erwärmten, innerhalb dieser Öffnung in dem Werkstück an der Eintrittsstelle des Schaftendes eingeschlossenen Luft einen Teil des geschmolzenen Haftmittels auf die Fläche zwischen der Unterseite des Flansches und der dieser anliegenden Oberfläche des Werkstückes heraus^ drückt, ' ' .

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