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Selbstsperrende 8 Gewindeelement Die Erfindung betrifft ein selbstsperrendes
Gewindeelement mit einem allgemein schraubenförmigen Gewinde, das mit einem gegebenenfalls
vorgeschnittenen, normalen Muttergewinde, zusammenwirken kann.
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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine selbstaperrende Schraube
des Types, bei dem die Sperrwirkung an den Wurzeln des Schraubengewindes stattfindet.
Die Kronenbereiche des Muttergewindes treten dabei in Störkontakt mit den Fußabschnitten
oder Wurzeln des Gewindes des Schraube elementes und werden verformt oder verdrängt,
wenn die Schraube in die Mutter eingeschraubt wird, so dgß das Material aus den
Kronenbereichen des Muttergewindes in die Leerräume zwischen den Flanken der zusammenpassenden
Elemente verdrängt wird. Während die statische Sperrwirkung einer solchen Schraube
ausgesprochen gut iat, ist die Haltekraft des ein Rückdrehen verhindernden Drehmomentes
bei häufigem Lösen der Sohraubverbindung in den meisten Pällen ungeeignet.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein selbstsperrendes Gewindeelement
dieser Art so weiterzubilden, daß bei Aufrechterhaltung der ausgezeicbneten, guten
statischen Sperrwirkung diese Sperrwirkung im wesentlichen unverändert beibehalten
wird, auch wenn die Gewindeverbindung häufig gelöst und wieder hergestellt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gewindeelement
wenigstens einen Bereich eines Gewindeganges nahe des Einsetzendes mit einem Stauchflankenabschnitt
aufweist, der gegenüber den anderen Gewindebereichen so verändert ist, daß der Stauchflankenabschnitt
von dem gegenüberliegenden Gewindegangabschnitt wenigstens Uber einen Teil der Gewindehöhe
einen kleineren Abstand aufweit.
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Bei der Anordnung nach der Erfindung ist ein speziell angeoraneter
und/oder ausgeformter Gewindegangabsohnitt vorgesehen, der bei dem Lösen der Verbindung
auf das während des Herstel leng der Verbindung zur Erzeugung der Sperrwirkung verdrängt
Metall des verformten Muttergewindeganges einwirkt und ein Sperrdrehmoment erzeugt,
welches unabhängig von oder zusätze lich zu dem Sperrdrehmoment, das durch die Verdrängungsarbeit
zwischen den Wurzeln und den gronenabachnitten der Gewindeelemente erzeugt wird,
wirksam wird und dabei das Metall zwischen den Planken in Richtung auf die Krone
des Muttergewindes zurückverformt, so daß das Muttergewinde annähernd nach dem Lösen
der Verbindung die ursprungliohe Gewindegestalt aufweist.
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Dadurch wird erreicht, daß bei erneutem Zusammenbau unter Verwendung
der
ursprünglichen Schraube oder einer ähnlichen Schraube der gewünschte Konflikt zwischen
den Gewindewurzeln und den Kronenbereichen des Muttergewindes im Sperrabschnitt
und damit die erforderliche Größe dey Verriege Verriegelungsdrehmomentes erhalten
biibt oder erneut erreicht wird, auch wenn die Gewindeverbindung mehrere Male oder
häufig gelöst wird.
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Die neue Verbindung kann verwendet werden mit einer Mutter, welche
ein normales, vorgeschnittenes Gewindeloch aufweist, dessen lichter Durchmesser
größer ist als der kleinste Durchmesser der Schraube. Das Schraubelement weist ein
in spezieller Weise angeordnetes und/oder ausgebildetes Startgewindeelement, das
beim anfänglichen Eintritt das Metall von einer der Flanken des Muttergewindes verdrängt
und das verdrängte Metall nach innen in Richtung auf den Kronenbereich verformt,
so daß mit Sicherheit der gewünschte Sperrstöreingriff zwischen Fußabschnitt und
Kronenabschnitt der beiden Gewindeteile erzielt wird.
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Wesentlich ist es dabei, daß eine selbstsperrende Schraubverbindung
erhalten wird, deren Sperrdrehmoment auf einem hohen Niveau, welches wesentlich
höher als bekannte Gewindeverbindungen liegt, auch über mehrere Lösungsvorgänge
gehalten wird. Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, daß das Gewindeelement
einen Gewindeabschnitt aufweist, der die Kronenabschnitte des Muttergewindes beim
Lösen der Schraubverbindung annähernd in die ursprüngliche Form zurückformt. Dadurch
wird auch gewährleistet, daß selbst beim Austauschen der Gewindeelemente die wieder
zurückgeformten Gewindegänge des Mutterelementes zuverlässig in Sperreingriff mit
dem neuen Schraubelement
gelangt.
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Das neue Gewindeelement ist insbesondere für die Verwendung als Einstellschraube
geeignet. Außerdem wird mit der neuen Anordnung die Zuverlässigkeit insbesondere
im Bereich von öffentlichen Sicherheitsvorrichtungen wesentlich verbessert.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeiohnungen an
mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schraubelementes gemäß
der Erfindung; Fig. 2 im Ausschnitt eine Seitenansicht des Schraubelementes nach
Fig. 1 in teilweisem Eingriff in das Schraubgewinde eines Mutterelementes, das anfänglich
einen lichten Durchmesser aufgewieaen hat, geringfügig kleiner als der kleinere
Durchmesser der Schraube im Körperbereich des Schraubenelementes; Fig. 3 im vergrößerten
Maßstabe einen Ausschnitt eines Bereiches der Fig. 2; Fig. 4 ähnlich wie Fig. 3
einen Ausschnitt, wobei Jedoch die aneinander angepaßten Elemente wiedergegeben
aind, naohdem die Schraube teilweise zurückgezogen worden ist; Fig. 5 eine Teilansicht
einer Schraube mit einer Gewindemodifikation unterschiedlicher Ausführung;
Fig.
6 eine Teilansicht einer Schraube in weiter abgewandelter Ausführungsform und Fig.
7 einen Ausschnitt von einer Schraube mit einer anderen Form eines modifizierten
Gewindes während des Eintritts in ein Mutterngewinde, welches anfänglich einen lichten
Durchmesser größer als den kleineren Durchmesser der Schraube aufweist; Fig 8 eine
ähnliche Ansicht wie Fig. 7, Jedoch von einer Schraube mit einer anderen Porm eines
modifizierten Gewindeabschnittea während des Eintrittes in ein Muttergewinde ähnlich
dem der Fig. 7; Fig. 9 eine Teilansicht einer Schraube mit einer weiter abgewandelten
Form des Gewindes; Fig. 10 im größeren Maßstabe eine Schraube mit der Gewindeform
nach Fig. 9 während des Entfernens aus einem passenden Gewinde; Pig. 11 eine Teilansicht
einer Schraube mit einer weiteren abgewandelten Gewindegangform; Fig. 12 im größeren
Maßstabe eine Schraube mit dem Gewinde nach Fig. ii während des Eintritts in ein
entsprechendes Gegengewinde und Fig. 13 eine Schraube mit einer weiter abgewandelten
Gewindeform, und zwar in selbstschneidender Ausbildung, wobei die Darstellung in
Fig. 13 die Anordnung in teilweiaem Eingriff in ein Gewindeloch
zeigt.
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Gemäß den Fig. 1 bis 4 ist eine selbstsperrende Schraube gemäß der
Erfindung mit der Bezugsziffer 11 bezeichnet. Diese Schraube umfaßt einen mit Gewinde,
vorzugsweise einem angerollteu Gewinde versehenen Schaft 12 und kann an einem Ende
einen Kopf 14 aufweisen.
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Das Gewinde auf der Schraube ist ein kontinuierliches schraubenförmiges
Gewinde 16. Das Gewinde weist einen Startabschnitt 18 zwischen den Linien a und
b, einen geneigten oder rampenförzeigen Abschnitt 20 zwischen den Linien b und c
und einen Körperabschnitt 22 links von der Linie c auf.
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Der Startabschnitt 18 besteht für gewöhnlich aus einer oder mehreren
Schraubenwindungen des Gewindes. Der Rampenabschnitt 20 erstreckt sich vorzugsweise
über ein Drittel bis einer vollen Umdrehung. Der Hauptabschnitt 22 umfaßt für gewöhnlich
mehrelJ Windungen des Gewindes, kann Jedoch tatsächlich, falls gewünscht, sehr kurz
sein.
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Der größere Durchmesser des Gewindes 16 ist vorzugsweise bor den Startabschnitt,
den Rampenabschnitt und den Hauptabschritt im wesentlichen gleichförmig. Jedoch
ist der Durchmesser au Fuß 24 des Startabschnittes 18 gegenüber dem Durchmesser
an den Fußabschnitt 26 im Hauptabschnitt 22 vermindert, um einen freien Eintritt
in ein vorgeschnittenes Loch in der nachfolgend noch eingehend zu beschreibenden
Weise zu ermöglichen. Der Fußabschnitt 28 des Rampenabschnittea nimmt allmählich
im Durchmesser
zu, d.h. steigt von dem Fußabschnitt des Startbereichee
auf die Höhe des FußabEYhnittes des auptbereiches an, so daß er die beiden entlang
einer gleichförmig gelueiAten Fläche verbindet. Der gesamte Fußbereich der Schraube
ist vorzugsweise in radialer Richtung nach außen in einer Richtung zum Eintrittsende
hin geneigt, obwohl dies kein unbedingt notwendiges Merkmal der Erfindung ist.
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Der Startabschnitt 18 des Gewindes umfaßt einen modifizierten Gewindebereich
30, der eine relativ weite Form, wie gezeigt, aufweist und sich wenigstens über
einen Teil eines Gewindeganges erstreckt. Dieser modifizierte Gewindeabschnitt 30
läßt sich am besten in Fig. 3 erkennen, in der mit gestrichelter Linie 32 der unmodifizierte
Startgewindeabschnitt wiedergegeben ist. Der Gewindeabsohnitt 30 ist dadurch modifiziert,
daß er an der Basis verdickt ist, dh., daß die Flanke 34 in Richtung auf das Kopfende
der Schraube, d.h. in Fig. 3 nach links verschoben ist, so daß sich der Gewindegang
im Bereich der Gangkrone verbreitert, während der Fußabschnitt schmaler wird. Die
gegenüberliegende Flanke 36 des modifizierten Gewindeabschnittes 30 bleibt unverändert.
Die modifizierte Gewindeflanke 34 wird nachfolgend an einigen Stellen als Schmiede-
oder Stauchflanke bezeichnet.
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Der Raum zwischen den sich gegenüberliegenden Flanken ist im dargestellten
Beispiel im wesentlichen gleichförmig, mit der Ausnahme, daß der Abstand zwischen
der Stauchflanke 34 und der gegenüberliegenden Flanke vermindert ist.
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Eine Mutter 40 ist gemäß Fig. 2 bis ß mit der Schraube ii in angriff.
Die Mutter 40 weist ein kontinuierliches Muttern-Schraubengewinde 42 auf. Das Schraubengewinde
42 weist einen gleichförmigen größeren und kleineren Durchmesser huber die ganze
Länge auf. Die anfängliche Form des Gewindes 42 vor dem Einbringen der Schraube
ist bei den drei Gewindegängen rechts in Xig 3 zu sehen. Der am weitesten links
liegende Gewindegang des Gewindes 42 nach Fig. 3 ist durch den Fußabschnitt der
Schraube gestaucht oder verformt. Der anfängliche lichte Durch messer des inneren
Gewindes 42 vor dem Einsetzen der Schraube ist kleiner als der kleinere Durchmesser
der Schraube im Bereich des Hauptabschnittes 22, jedoch größer als der kleinere
Durchmesser der Schraube im Startabschnitt 18, wie dies deutlich aus Fig. 3 hervorgeht.
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Die Weite der inneren Gewindenut zwischen benachbarten Umdrehungen
ist größer als die Breite eines Schraubenganges 16, um ein Flankenspiel zu gewährleisten,
mit Ausnahme des Startbereiches, in welchem der Gewindegang bei 30 modifiziert ist.
Dieser modifizierte Abschnitt des Schraubengewindes weist im wesentlichen die gleiche
Breite wie die Nut auf, und zwar vorzugsweise ohne Störung, obwohl ein Übergangs-
oder vorübergehender Sitz auftreten kann.
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Beim Zusammenbau wird gemäß Fig. 3 der Startabschnitt 18 des Schraubengewindes
leicht in das Muttergewinde 42 eingreifen, ohne daß sich die Fußabschnitte stören.
Beim weiteren Einführen der Schraube wird der Fußabschnitt 28 im Rampenbereich
des
Schraubengewindes, dessen Durchmesser allmählich ansteigt, eine Berührung mit dem
Gewinde der Mutter erhalten und beginnen, das weichere Material an der Gewindespitze
der Mutter zu verdichten und in die Flankenbereiehe zwischen den Gewinden zu verdrängen,
wie dies bei 50 in Fig. 3 angedeutet ist. Wenn in diesem Zusammenhang bezug genommen
wird auf den Schmiede- oder Verdrängungsprozeß bezüglich des an der Gewinde spitze
der Mutter befindlichen Materials in den Flankenraum, ist aarauf hinzuweisen, daß
darunter auch lediglich eine allgemeine Verformung des Sutterngewindes verstanden
werden kann, wie diese Verformung bei 50 in Fig. 3 wiedergegeben ist, welche Verformung
durch eine Verdichtung des Gewindespitzenbereiches hervorgerufen ist.
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Bei weiterem Einschrauben der Schraube tritt der Fußbereich 26 im
Hauptabschnitt der Schraube in Berührung mit den Spitzenbereichen des Nutengewindes
und führt zu einer Selbstverriegelung.
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Die Stauchflanke 34 des modifizierten Gewindebereiches 30 tritt in
das Mutterngewinde nach dem Einsetzen der Schraube ein, und zwar mit geringer oder
gar keiner gegenseitigen Störung.
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Es ist ersichtlich, daß die Schraube in der Anordnung gesperrt oder
verriegelt ist, und zwar im Zusammenwirken mit dem kleineren lichten Durchmesser
des Muttergewindes, und zwar durch Eingriff zwischen der Xrone des Muttergewindes
und dem Fuß und in einem bestimmten Ausmaß in Abhänggkeit von der Versetzung der
Stauchflanke durch Verdichtung des verdrängten Materials gegen die Stauchflanke
der Schraube.
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Beim Entfernen wird gemäß Fig. 4 die Stauchflanke 34 in Berührung
mit dem Material 50 gelangen, das aus der Gewindekrone des
Mutterngewindes
in den Flankenspalt zwischen den Gewinden verdrängt worden ist und führt dazu, daß
dieses Material wieder zurück in den Bereich der Gewindekrone der Mutter verschoben
wird.
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Derartiges erneut verformtes Material, das in die Gewindekrone der
Mutter zurückgedrängt worden ist, ist in Fig. 4 miX 52 bezeichnet. Selbstverständlich
liegt im Bereich der Basis der Staucahrippe 34 ein ausreichendes Fußspiel vor, um
das in die Gewindekrone der Mutter zurüekgedrängte Material 52 aufnehmen zu können.
Hieraus ergibt sich, daß beim Entfernen der Schraube die Stauchflanke 54 tatsächlich
das Mutterngewinde in annähernd die ursprüngliche Gestalt und in den ursprünglichen
lichten Durchmesser bearbeitet und zurückführt. Hierdurch wird ein vorherrschendes
Rückdrehmoment erzeugt, welches als Ersatz oder zusätzlich zu dem zur Verfügung
steht,das als Ergebnis irgendsinee Zusammenwirkens zwischen Schraubenfuß und Mutternkrone
erhalten wird oder besteht. Wenn danach die Schraube erneut einzusetzt wird, befindet
sich ausreichend Metall im Kronenberei h des Muttergewindes, um erneut eine Selbstverriegelung
durch den Gewindefuß im Hauptabschnitt der Schraube zu erhalten und ei e starke
Verriegelungswirkung zu erzielen.
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Beim Lösen der Schraube verformt die Stauchflanke 34 die Krone des
Mutterngewindes derart, daß genügend Material an der Kione vorhanden ist, um beim
nächsten Einschraubvorgang die Sperwirkung oder Verriegelungswirkung mit Hilfe des
Gewindefußes eneut wirksam werden zu laasen. Die Stauchflanke erhöht daher wesentlich
die Anzahl der Male, die die Schraube eingesetzt und wieder herausgeschraubt werden
kann, ohne ernathafte Verminderung des zu überwindenden Lösedrehmomentes. Die Kraft,
die erforderlich
ist, um die Krone des Muttermgewindes zurückzuformen
mit Kilfe der Stauchflanke 34 beim Herausechrauben der Schraube erzeugt selbst ein
erst zu überwindendes Lösedrehmoment.
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Fig. 5 zeigt eie Schraube 1A, die eich von des Schraube 11 mur durch
den modifizierten Gewindeabschnitt 30a unterscheidet.
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In Fig. 5 ist der Gewindeabschnitt 30A dadurch modifiziert, daß der
Gangverlauf oder die Steigung sprunghaft geändert ist, und zwar durch Verschiebung
oder Versetzung des modifizierten Gewindeabschnittes 3GA in seiner Gesamtheit ;n
Richtung auf das Kopfende der Schraube, d.h. nach links in Fig. 5. uf diese Weise
it die Druck- oder Stauchflanke 34A im wesentlichen die gleiche wie die Stauchflanke
34 ber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 4, und zwar bezüglich Form und Anordnungsstelle.
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Der verbleibende Teil des modifizierten Gewindeabschnittes 30A einschließlich
der Krone und der zugehörigen Gegenflanke 36A sind insgesamt in Richtung auf das
Kopfende der Schraube versetzt. Die Querschnittsgestalt oder die Umrißform des modifizierten
Gewindeabschnittes 30A ist die gleiche wie die Querschnittsumrißgestalt des Reststartabschnittes,
so daß der Abschnitt 30A lediglich modifiziert ist bezüglich der sprunghaften Änderung
der Lage des Verlaufes oder des Ganges des Gewindeabschnittes.
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Es ist deshalb klar, daß die Stauchflanke 34A im wesentlichen die
gleiche Rückform und Bearbeitungswirkung auf die Gewindenut 42 beim Herausschrauben
der Schraube hat wie die Stauchflanke 34 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
bis 4. Aufgrund der Versetzung der Flanke 36A tritt jedoch ein Spalt entlang dieser
Flanke
auf, so daß der modifizierte Gewindeabschnitt 30A elastisch ausbiegen kann und daher
die Sperrdrehmomentwirkung vergrößert. Dies beruht darauf, daß der Spalt entlang
der Flanke 36A ein Ausbiegen des modifizierten Gewindeabschnittes 30A sowohl während
des Einschraubens, als auch während des Herausschraubens gestattet. Das Merkmal
der nachgiebigen Ausbiegung ist besonders vorteilhaft in den Fällen, in denen die
Fußform des Gewindes radial nach außen geneigt ist, wie dies durch die Fußform 26
in Richtung auf das Eintrittsende der Schraube gezeigt ist, um die Keilwirkung der
Fußverriegelung zu erhöhen.
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Fig. 6 veranschaulicht eine Schraube 11B, welche eine Gewindeform
ähnlich dem Gewinde 11 aufweist. Der Unterschied besteht in dem modifizierten Gewindeabschnitt
30B. Die Umrißgestalt des Gewindeabschnittes in dem modifizierten Bereich 30B unterscheidet
sich von der Schraube ii nur in der Form oder der Gestalt der Stauchflanke 343.
Wie in Fig. 3 veranschaulicht die gestrichelte Linie 32 in Fig.6 die unmodifizierte
Form des Startgewindeabschnittes im Bereich der Stauchflanke. Die Stauch-oder Druckflanke
34B ist in dem Ausmaße modifiziert, daß der Halbwinkel gemessen von der Krone des
Gewindeabschnittes in diesem Falle vergrößert ist und den der unmodifizierten Gewindeflankenkontur
im Startbereich übersteigt. Dementsprechend ist die modifizierte Gewindeform 303
verdickt oder breiter im Bereich der Wurzel ausgeführt, während der Gewindeabschnitt
im Kronenbereich die gleiche Breite beibehält. Diese Stauchflanke 34B wirkt mit
dem verdrängten Metall 50 zwischen den Flanken zusammen, wenn die Schraube 113 von
dem Muttergewinde 42 entfernt wird, so daß eine ähnliche Rückformarbeit am Gewinde
der
Mutter erfolgt, wie bei der Schraube 11.
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Fig. 6 veranschaulicht weiter die mögliche Modifikation, bei der die
Gegenflanke 36B aus der Stellung, wie sie in ausgezogenen Linien wiedergegeben ist,
in eine Stellung versetzt wird, die in gestrichelten Linien angedeutet ist, so daß
sie einen verminderten Halbwinkel gemessen von der Krone aufweist. Solch eine Modifikation
der Gegenflanke 36B schafft einen Flankenspalt oder einen Leerraum, wenn die Schraube
in das Muttergewinde 42 eingeschraubt ist, mit dem Vorteil der Nachgiebigkeit, auf
die im Zusammenhang mit Fig. 5 hingewiesen worden ist.
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Fig. 7 veranschaulicht eine Schraube 11C in einem Muttergewinde 400.
Das Muttergewinde 40C unterscheidet sich von dem der Mutter 40 nur dadurch, daß
das Gewinde 42a anfänglich einen lichten Durchmesser aufweist, der größer ist als
der lichte Durchmesser der Schraube 11C, und zwar auch bezogen auf dessen Hauptabschnitt
26. Die Schraube 11C ist ähnlich der Schraube 11A mit der Ausnahme des modifizierten
Gewindeabschnittes 30C, der eine noch größere Gangversetzung aufweist als der modifizierte
Gewindeabschnitt 30A. Mit Ausnahme der Größe der Versetzung des modifizierten Gewindeabschnittes
30C ist dieser ähnlich dem modifizierten Gewindeabschnitt 30A. Wie dargestellt,
ist der modifizierte Gewindeabschnitt 30C um einen Betrag versetzt angeordnet, der
ausreichend ist, um zu veranlassen, daß die Stauchflanke 34C in positiven Eingriff
mit der Gegenflanke des Gewindes der Mutter 40C beim Einschrauben gelangt.
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Fig. 7 zeigt die Schraube 110 eingesetzt in eine Mutter 40C.
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Beim Einsetzen kommt die Stauchflanke 34C positiv in Konflikt mit
der Gegenflanke des Mutterngewindes, so daß das Flankenmaterial des Muttergewindes
aus dem Kronenbereich heraus verdrängt wird, wie dies bei 60 angedeutet ist. Der
bearbeitete Kronenabschnitt weist aufgrund des verdrängten Materials 60 einen geringeren
Durchmesser als die Wurzel 26, so daß bei erneutem Einsetzen der Schraube das Material
auf dem zurückverformten Kronenabschnitt erneut durch die Wurzel 26 der Schraube
verdrängt wird, und zwar in den Plankenspielbereich hinein, in dem dieses Material
bei 50C angedeutet ist. Die Schraube 11O vermag auf diese Weise die Anordnung zu
verriegeln, und zwar durch Störkontakt zwischen der Wurzel 26 und dem Kronenbereich
des Mutterngewindes sowie durch den Störkontakt zwischen der Stauchflanke 34C und
der gegenüberliegenden Flanke des Mutterngewindea.
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Beim Zurückziehen der Schraube 11C verdrängt die Stauchflanke 34C
das Material 50C zwischen den Flanken zurück in den Kronen bereich des Mutterngewindes
und formt damit die Krone des Mutterngewindes annähernd in die ursprüngliche Form
zurück. Die gegenseitige Einwirkung der Flanke 34C und des Materials 50 der Mutter
während des Herausschraubens der Schraube verstärkt das zum Lösen erforderliche
Drehmoment der Schraube.
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Die Schraube 11C ist damit geeignet, um kleiner übergroßen Mutter,
z.B. der Mutter 40C ebenfalls noch eine Verriegelungswirkung zu gewährleisten. Die
Schraube 110 läßt sich natürlich
auch in eine Mutter 40 einschrauben
und dort verriegeln, deren lichter oder kleinerer Durchmesser kleiner als der lichte
Durchmesser der Schraube 11C im Hauptbereich 26 aber größer als der Startbereich
ist.
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Fig. 8 veranschaulicht eine Schraube 11D, die ähnlich der Schraube
11C ausgebildet ist mit der Ausnahme, daß der Startabschnitt 18D vor dem modifizierten
Gewindebereich 30D eine Wurzel 65 von größerem Durchmesser als der Abschnitt der
Wurzel hinter dem veränderten Gewindeabschnitt. Die Schraube 11D ist eingeschraubt
gezeigt in der Mutter 40C und es ist ersichtlich, daß der Durchmesser am Fußabschnitt
bei 65 im Startabschnitt zwar vergrößert ist, aber noch immer geringer ist als der
anfängliche kleinere Durchmesser des Mutterngewindes 42C vor dem Einbau. Während
des Einbaues der Schraube 11D ist die Wirkung die gleiche wie sie im Zusammenhang
mit der Schraube 110 in Fig. 7 beschrieben ist, wobei zuerst Metall bei 60 aus dem
Kronenbereich aufgebaut und dann das aufgestaucnte Material in den Flankenraum bei
50D verdrängt wird. Während des Einsetzens der Schraube hat der Gewindefußabschnitt
65 keine Wirkung.
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Beim Herausschrauben der Schraube liD hat der Stauchflankenabschnitt
34D die gleiche Rückformwirkung wie auf das Mutterngewinde, wie dies im Zusammenhang
mit Fig. 7 beschrieben ist.
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Das auf diese Weise wieder an den ursprünglichen Platz gebrachte Material
im Bereich des Kronenabschnittes der Mutter, der sich vor der Basis des StauchflankenabschnStes
34d befindet, wird von dieser Flanke durch den Eingriff mit dem modifizierten Pußabschnitt
65 erfaßt und verdichtet. Die modifizierte
Fußauabildung 65 fügt
daher dem Element ein zusätzliches Lösedrehmoment zu, welches die Sperrwirkung erhöht.
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Die gestrichelten Linien 70 in Fig. 8 zeigen eine modifizierte Gewindefußform
in dem Abschnitt 22D der Schraube, und zwar durch Verminderung in einem Ausmaß,
daß keine Sperrwirkung an dieser Stelle durch den Fußabschnitt auftritt, wenn die
Schraube in ;die Mutter 40 C eingeschraubt ist. Wenn jedoch die Schraube 11D, die
in dieser Weise modifiziert ist, herausgeschraubt wird, wird bei diesem Schraubvorgang
eine kombinierte Sperrwirkung durch die Flanke 34D und die nachfolgende positive
Verriegelungswirkung des modifizierten Fußabschnittes 65 auf die wieder zurückgeformte
Gewindekrone bei 60 ausgeübt.
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Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Schraube 11E, welche ähnlich der Schraube
11 ausgebildet ist mit der Ausnahme der Form des modifizierten Gewindeabschnittes
30E. Die Stauchflanke 34E ist in bezug auf die uninodifizierte Startgewindeform,
die in gestrichelten Linien bei 32E gezeigt ist, versetzt, und zwar vom Fußabschnitt
aus nur z B um die Hälfte des Ausmaßes der Flanke. Der äußere Teil des modifizierten
Flankenabsohnittes 34E ist nicht versetzt. Folglich wird die Stauchwirkung des Flankenabsohnittes
34E beim Auftreffen auf die gegenüberliegende Flanke des Mutterngewindes während
des Zurückziehens aus der Mutter 40, wie dies in Fig. 10 gezeigt ist, mehr oder
weniger auf den Abschnitt der gegenüberliegenden Mutterflanke nahe dem Kronenabschnitt
beschränkt. Es ist ersichtlich, daß die Stauchflanke unter einem kleineren Winkel
gegenüber der Schraubenachae verlaufen kann,
wie dies in Fig. 9
und 10 gezeigt ist.
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Es besteht ein Vorteil darin, den Leerraum in den oberen Bereich zu
legen, um eine Verschiebung des Materials von den Flanken zu gestatten, wenn diese
in Berührung mit den Gegenflanken treten oder dann, wenn Uberzugsmaterial in sehr
enger Passung verdrängt wird. Weiterhin ist-das Niveau des Sperrdrehmomentes beim
anfänglichen Zusammenbau nach Wunsch geringer gehalten, wenn ein Leerraum vorgesehen
ist.
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Die gestrichelte Linie 36E in Fig. 10 veranschaulicht eine weitere
Modifikation, bei der die gegenüberliegende Flanke des modifizierten Gewindeabschnittes
34E in Richtung auf das Kopfende der Schraube, also nach links in Fig. 10, versetzt
ist, um ein Flankenspiel zu schaffen, so daß die modifizierte Schraube 34E in dem
genannten Bereich nachgiebig sein kann und etwas ausbiegt, wenn sie mit der Mutter
40 zusammengeschraubt wird, und zwar für die Zwecke, die oben in Verbindung mit
Fig.5 beschrieben worden sind.
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Fig. 11 zeigt eine modifizierte Schraube liF, die ähnlich der Schraube
11 ist mit Ausnahme des modifizierten Abschnittes 30F.
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Der Gewindeabschnitt 30F ist gleich dem Gewindeabschnitt 30 mit Ausnahme
der Form der Stauchflanke 34F. Der unmodifizierte Startabschnitt ist in seiner Gewindeform
im Bereich der Stauchflanke gestrichelt bei 32 2 wiedergegeben. Der modifizierte
Flankenbereich 34F weist damit einen Flankenwinkel auf, der an der Basis größer
als bei der unmodifizierten Form ist. Die Breite des Kronenabschnittes in Fig. 11
wird dadurch vergrößert, 80
daß während des Zusammenbaues, wie
in Fig. 12 gezeigt ist, mit einer Mutter 40 der Leerraum zwischen der Flanke 34F
und der gegenüberliegenden Mutterflanke vermindert wird. Die Stauchflanke 34? wird
beim Herausnehmen der Schraube eine Rückformwirkung auf das Muttergewinde haben,
die mehr oder weniger zuvor beschrieben ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 12 zeigt
die gestrichelte Linie 36 F eine weitere Modifikation durch Verminderung des Winkels
der gegenüberliegenden Flanke gemessen an der Basis, um das Sperrdrehmoment zu vermindern,
das durch die modifizierte Gewindeform erzeugt wird.
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Die Schraube, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, kann,
wenn sie mit einem entsprechend konstruierten Eintritts ende ausgebildet ist, als
spanlos arbeitende oder selbstschneidende Gewindeschraube für die Verwendung in
Bohrungen in relativ duktilem Material verwendet werden. Eine solche Schraube weist
eine Sperrwirkung auf, die die Sperrwirkung erhöht, welche alleine von den ringförmigen
Druckkräften ausgeübt werden, welche gegen den Fußabschnitt der Schraube gerichtet
sind, und zwar durch die neu eingearbeitete Muttergewindeform. Eine solche Schraube
ist als spanlose Schraube in Fig. 13 wiedergegeben, und zwar teilweiae eingesetzt
in eine Bohrung. Das mit 11G in Fig. 13 gezeigte Gewinde ist ähnlich dem in Fig.
3 und weist einen modifizierten Gewindeabschnitt 30G ähnlich dem modifizierten Gewindeabschnitt
30 in Fig. 3 auf. Der modifizierte Gewinde abschnitt 30G weist eine Stauchflanke
34G ähnlich der Stauchflanke 34 in Fig. 3 auf. Sie ist nahe dem Eintrittsende der
Schraube angeordnet, welche abgeschrägt wiedergegeben ist und in Winkelabständen
angeordnete Abflachungen aufweist, um das Muttergewinde
durch
spanlose Verformung beim Eintreten in das Loch auszubilden.
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Beim Eintreten arbeitet die modifizierte Gewindeform 30G der Schraube
nach Fig. 13 eine Gewindenut von der gleichen allgemeinen Form in das Loch zn, so
daß dieses Gewinde breiter und/ oder außer Fluchtung mit den anderen liegt. Beim
weiteren Eintreten wird deutlich, daß ein Leerraum links von der Stauchflanke 34G
besteht, und zwar zwischen der Flanke des normalen oder unmodifizierten Gewindeabschnittes
der Schraube und der neu geformten Gewindenut 42G Beim weiteren Eintritt tritt der
rampenförmige Abschnitt 28G, der gleich dem Rampenabschnitt in Fig. 3 ist, in Berührung
mit dem neu verformten Material 80G an dem Kronenabachnirt der Nut und drängt dieses
in den Leerraum, wie dies bei 50G angedeutet ist.
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Beim Herausnehmen der Schraube greift an dem verdrängten Material
50G die Stauchflanke 34G an und drängt diese zurück in den Kronen- oder Kopfabschnitt
des Gewindes der Mutter, wodurch ein zusätzliches Sperrdrehmoment erzeugt wird.
In Abhängigkeit von der Duktilität wird bei dem nachfolgenden Zusammenbau oder wieder-Lösen
das Sperrdrehmoment noch größer werden, und zwar aufgrund des Zusammenwirkens zwischen
der Stauchflanke und der Wurzel.
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Während der dargestellte modifizierte Gewindegang nach einer bestimmten
Seite in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen versetzt angeordnet ist, könnte
er bei bestimmten Befestigungseinrichtungen auch in der anderen Richtung verschoben
sein. Es ist
auch ersichtlich, daß der modifizierte Gewindegang
bei bestimmten Befestigungselementen weiter zurück tom Eintrittsende angeordnet
sein kann, wobei sperrende Fußabschnitte beiderseits des Gewindegangabechnittes
angeordnet sind.
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Ansprüche