DE2360937C3 - Gewindestab aus Schichtpreßstoff - Google Patents
Gewindestab aus SchichtpreßstoffInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gewindestab nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1.
Gewindestäbe aus Schichtpreßstoffen, deren Lagen in einer Richtung angeordnet sind und die gewöhnlich aus
einer einen polygonalen Querschnitt aufweisenden Schichtpreßstoffstange hergestellt werden, können als
Verbindungs-, Befestigungs- und/oder Spannelemente ausgebildet sein und wurden bisher vorzugsweise in
Verbindung mit einer ebenfalls aus einem Preßstoff hergestellten Mutter oder anderen, bekannten Halteelementen
u. a. dann eingesetzt, wenn keine besondere Zugfestigkeit erforderlich war. Die geringe Festigkeit
solcher Verbindungselemente, bei weichen besonders die Gewindegänge leicht ausbrechen, verhindert deren
Anwendung für Gewindestäbe, bei welchen eine hohe Zugfestigkeit verlangt wird.
In der Elektrotechnik werden Verbindungsteile, welche beispielsweise aus Schichtholz oder glasfaserverstärkten
Kunststoffen (GFK) hergestellt sind, dort eingesetzt, wo antimagnetische und/oder elektrisch
isolierende, mechanisch hochfeste Verbindungen notwendig sind, beispielsweise für das Zusammenspannen
eines Blechpakets für elektrische Maschinen, bei welchen mechanische Spannungen, magnetischer Fluß
und induzierte Wirbelströme auftreten. Aber auch im Chemieapparatebau oder in der Wärmeisolationstechnik
finden solche Schichtpreßstoff-Bauelemente ihre Anwendung.
Bekannte Schichtpreßstoffe werden aus durchgehend schichtweise angeordneten, mit Kunststoff imprägnierten
oder beschichteten Flächengebilden, wie Gewebebahnen aus organischen Fasern, Glasmatten, Papieroder
Pappbahnen oder Furnieren, die als Harzträger ^0
dienen, durch Zusammenpressen unter hohem Druck und Einwirkung von Wärme meistens in Pressen
hergestellt. Als Bindemittel kommen Kunststoffe, vornehmlich Duroplaste, beispielsweise Epoxidharze,
aber auch Thermoplaste, zur Anwendung. Die beim Pressen hergestellten Zwischenprodukte, wie Platten,
Stangen oder Rohre können auch für hochbeanspruchte Teile, beispielsweise für Zahnräder, spanabhebend
weiter bearbeitet werden. Schichtpreßstoffe, und insbesondere faserverstärkte Schichtpreßstoffe, beispielsweise
glasfaserverstärkte Kunststoffe, erreichen bekanntlich entlang ihrer Schichtebene hervorragende
mechanische Eigenschaften, die den legierten Stählen ähnliche Festigkeits-Spitzenwerte aufweisen. Aufgrund
der Schichtung und der Struktur der einzelnen Harzträger sind die Eigenschaften der Schichtpreßstoffe
stark richtungsabhängig. Nachteilig insbesondere bei glasfaserverstärkten Kunststoffen ist einerseits die
schlechte interlaminare Haftung, die sich u.a. im verminderten Spaltwiderstand oder mangelnder Torsionsfestigkeit
ungünstig auswirkt Andererseits besteht unter Biege- und Zugbeanspruchung entsprechend dem
Belastungswinkel eine hohe Anfälligkeit zur Bruchbildung. Bei auftretenden Brüchen handelt es sich
hauptsächlich um Spannungsrisse, wie Matrixrisse und Risse entlang den Grenzschichten Harz/Glas, und um
Faserbrüche, die durch örtliche mechanische Überbeanspruchungen entstehen.
Es ist bereits bekannt (DT-OS 22 12 762), beidseitig abgeflachte Gewindestäbe aus einem Schichtpreßstoffteil
herzustellen, wobei jeweils eine Aussparung zwischen Stab und Gegenstück in den beiden gegenüberliegenden
Stabprofilzonen freibleibt Bei den wegfallenden Segmenten des Schichtpreßstoffteiles
verlaufen die Schichtpreßstofflagen parallel zur Sehne des Segmentes und könnten an dieser Stelle wegen des
relativ geringen Haltes zwischen den einzelnen Preßstoffschichten zur Kraftübertragung nur wenig
beitragen. Durch die Aussparungen soll eine zerstörungsfreie Demontage des Gewindestabes auch nach
einer Überbeanspruchung des Stabes gewährleistet werden, ohne daß eine wesentliche Festigkeitsminderung
in Kauf genommen werden muß. Die Belastbarkeit
eines solchen Gewindestabes ist aber noch nich» in allen Fällen befriedigend.
Ferner ist ein Kunststoffbolzen mit einer Glasfaserverstärkung bekannt (GB-PS 10 20 090, Fig.3), die
außer axialen Glasfasern auch radial verlaufende Fasern enthält. Die radialen Glasfasern sollen die Scherfestigkeit
der Gewindeflanken verbessern, die durch das Zerschneiden der axialen Fasern beim Gewindeschneiden
beeinträchtigt wird. Solche Kunststoffbolzen sind Gewindestäben aus Schichtpreßstoff aber in manchen
Fällen aus elektrischen oder mechanischen Gründen unterlegen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Gewindestab höherer Festigkeit als bisher anzugeben,
bei dem insbesondere eine günstige Krafteinleitung über die Gewindegänge über den ganzen Gewindeumfang
und zugleich eine zerstörungsfreie Demontage der aus Schichtpreßstoff hergestellten Verbindungs- und
Befestigungs-Elemente, auch nach einer Überbeanspruchung des Gewindestabes, ermöglicht werden soll.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den im Patentanspruch 1 gekennzeichneten
Gewindestab gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Der hier beschriebene Gewindestab vermeidet mit hoher Sicherheit ein Abscheren bzw. Ausbrechen seiner
Gewindegänge. Durch die Ausnützung des vollen Stabprofilquerschnittes wird eine wesentliche Festigkeitssteigerung
der Verbindungs- bzw. Befestigungselemente, insbesondere über den gesamten Gewindeumfang,
erreicht. Die Festigkeitssteigerung ist derart hoch, daß bei einer großen Überbelastung des Gewindestabes
primär ein Bolzenbruch, anstatt durch Abscheren des Gewindes bzw. der Gewindegänge ein Gewindebruch,
auftritt Dadurch wird die Betriebssicherheit, insbesondere während der vollen Belastung, wesentlich erhöht.
Auch kann ein Verklemmen des Cewindestabes mit der Haltemutter weitgehend vermieden werden, womit eine
zerstörungsfreie Demontage gewährleistet wird.
In der Zeichnung sind bevorzugte Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes vereinfacht, z.T. perspektivisch, dargestellt Sie werden nachfolgend
erläutert Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Gewindestabes,
Fig.2 einen quadratischen Querschnitt für einen
Schichtpreßstoff-Stab aus beispielsweise acht Schichtpreßstoff-Teilen,
Fig.3 einen quadratischen Querschnitt für einen Schichtpreßstoff-Stab aus beispielsweise drei Schichtpreßstoff-Teilen.
Gemäß F i g. 1 besteht ein Gewindestab 3 aus vier in Sektoren zusammengesetzten Schichtpreßstoff-Teilen 2
bzw. 2'. Die aus einer Sch'chtpreßstoff-Platte (nicht dargestellt) zugeschnittenen Teile 2, vorzugsweise vier
Sektoren mit Konturen eines gleichschenkligen Dreiecks, werden miteinander zu einer quadratischen
Schichtpreßstoff-Stange 1 zusammengesetzt und verklebt, wobei zur Verklebung 5 vorzugsweise ein
Kunstharz, beispielsweise unter der Markenbeze'chnung »Araldit« bekannt, verwendet wird. Der Teil des
Gewindestabes 3 muß vorher zu einem Rundstab gedreht werden, um das Gewinde schneiden zu können.
Die Anordnung der einzelnen Schichtpreßstoff-Teile 2,
2' ist derart gestaltet, daß eine optimale Ausnutzung der richtungsabhängigen Eigenschaften des Schichtpreßstoffes
gewährleistet wird. Dies wird dadurch erzielt, daß die Schichtpreßstoff-Lagen 4 jedes der vier
Sektoren senkrecht oder annähernd senkrecht zur Mantelfläche des Rundstabes verlaufen, wodurch eine
wesentlich höhere Festigkeit des Gewindes 3', insbesondere die Abscherfestigkeit in dessen Profilrandzonen,
erzielt wird.
F i g. 2 und F i g. 3 zeigen ebenfalls quadratische Querschnitte von Schichtpreßstoff-Stangen, die aus acht
bzw. drei Schichtpreßstoff-Teilen 2 bestehen. Die Herstellung dieser Gewindestäbe ist weitgehend mit
dem in F i g. 1 beschriebenen Gewindeslab 3 identisch. Während die Ausführungsform gemäß F i g. 2 bei der
Herstellung von Gewindestäben großer Abmessungen mit Vorteil zur Anwendung kommt, eignet sich die
Ausführungsform gemäß F i g. 3 mehr für Gewindestäbe mit kleinerem Querschnitt.
Die Ausführungsmöglichkeiten sind auf die in der Zeichnung dargestellten Beispiele nicht beschränkt. Der
hier zur Herstellung eines Gewindestabes beschriebene quadratische Querschnitt des Schichtpreßstoff-Stabes
könnte vielmehr für einen Schichtpreßstoff-Stab jeden beliebigen polygonalen Querschnittes zur Anwendung
kommen, wobei die Anordnung der den Stab bildenden einzelnen Teile, bzw. Sektoren oder Segmente in
beliebigen Winkeln zur Stablängsachse, sowie in einer Vielzahl von Kombinationen zueinander angeordnet
sein können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Gewindestab aus Schichtpreßstoff, dessen Lagen wenigstens teilweise senkrecht oder annähemd
senkrecht zur Stab-Mantelfläche orientiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gewindestab aus einer Mehrzahl von miteinander verklebten Schichtpreßstoffteilen (2,2') zusammengesetzt
ist, deren Lagen (4) im Stabquerschnitt bezüglich der Stabachse in einander kreuzweise
gegenüberliegenden Bereichen senkrecht oder annähernd senkrecht zur Stab-Mantelfläche verlaufen.
2. Gewindestab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindestab aus radialen >5
Sektoren (2,2') zusammengesetzt ist
3. Gewindestab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindestab aus einem
zentral angeordneten Schichtpreßstoffteil (2) mit über den ganzen Stabquerschnitt parallel verlaufen- *°
den Schichtpreßstofflagen (4) und zwei oder mehreren beidseitig an diesen angesetzten Schichtpreßstoffeilen
besteht, deren Lagen senkrecht zu denen im zentralen Schichtpreßstoffteil verlaufen.
25
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1616473 | 1973-11-16 | ||
CH1616473A CH558892A (de) | 1973-11-16 | 1973-11-16 | Gewindestab mit einem schichtpressstoffkoerper. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2360937A1 DE2360937A1 (de) | 1975-05-28 |
DE2360937B2 DE2360937B2 (de) | 1976-07-29 |
DE2360937C3 true DE2360937C3 (de) | 1977-03-10 |
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