DE2422712C2

DE2422712C2 - Verfahren zur Herstellung einer Abdeckschicht durch Besprühen mit geschmolzenem Metall auf einem zuvor gereinigten Teil eines Gewindes

Info

Publication number: DE2422712C2
Application number: DE2422712A
Authority: DE
Inventors: Ram Dev Dr. Southfield Mich. Bedi
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 1971-03-08
Filing date: 1974-05-10
Publication date: 1982-12-09
Also published as: DE2422712A1; US4033393A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Abdeckschicht durch Besprühen mit geschmolzenem Metall auf einem zuvor gereinigten Teil eines Gewindes, in der Anwendung bei der Herstellung eines eine Selbstsicherung tragenden Befestigungselementes.

Diesem den Gegenstand des Hauptpatentes bildenden Verfahren liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Selbstsicherung auf dem Gewinde eines Befestigungselementes zu schaffen, bei dem die Selbstsicherung eine vielfache Wiederverwendung des Befestigungselementes zuläßt und außerdem gegenüber hohen Temperaturen und gegenüber organischen Flüssigkeiten widerstandsfähig ist.

Für besonders oft benutzte Befestigungselemente, die häufig von einem Gegengewinde gelöst und wieder in dieses eingeschraubt werden, wäre eine Abdeckschicht wünschenswert, deren selbstsichernde Wirkung noch langer erhalten bleibt, ohne daß andererseits durch sie das Gegengewinde abgenutzt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Hauptpatent dermaßen weiterzubilden, daß bei gleichzeitiger Schonung des jeweiligen Gegengewindes die auf einer elastischen Zusammendrückung der metallischen Abdeckschicht beruhende selbstsichernde Wirkung auch bei häufigem Lösen und Wiedereinschrauben des Gewindes möglichst lange erhalten bleibt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein metallischer Werkstoff für die flammgespritzte poröse Abdeckschicht verwendet wird, der einen niedrigen Elastizitätsmodul aufweist als der metallische Werkstoff des Befestigungselementes.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß eine Abdeckschicht hergestellt wird, die auch nach häufiger Benutzung des Befestigungselementes ein hohes, die Gewindeverbindung selbstsperrendes Drehmoment bewirkt. Die zwischen den Gewindegängen des Befestigungselementes und den entsprechenden Gewindegängen des Gegengewindes zusammengedrückte Abdeckschicht hat zur Folge, daß die Gewindegänge des Befestigungselements und des Gegengewindes auf der der Abdeckschicht etwa gegenüberliegenden Seite der Schraubverbindung ineinandergedrückt werden und somit die Selbstsicherung und Selbstsperrung bewirken. Die schwammartige, poröse Beschaffenheit und der Werkstoff der Abdeckschicht ermöglichen ein federndes elastisches Zusammendrücken und ein Aufnehmen und Speichern von Schmiermitteln, die einer Zerstörung der Abdeckschicht entgegenwirken. Ncch Lösen der Schraubverbindung nimmt die Abdeckschicht wieder ihre ursprüngliche Gestalt an und ist dann in der Lage, erneut als Selbstsicherung zu dienen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 gekennzeichnet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäß hergestelltes Befestigungselement in Gestalt einer selbstsichernden Schraube, in perspektivischer Darstellung,

Fig.2 die Schraube nach Fig. 1 in einem Schnitt entsprechend der Linie 2-2 der F i g. 1 und in vergrößertem Maßstab,

Fig.3 einen Teil des Gewindes der Schraube nach Fig. 1, in einem Teilschnitt entsprechend der Linie 3-3 der F i g. 2,

Fig.4 eine Einrichtung zum Aufsprühen einer metallischen Abdeckschicht auf eine Schraube, in schematischer Darstellung,

Fig.5 eine aufplattierte 0,17mm starke Abdeckschicht aus 70% Kupfer und 30% Zink, in einer Schnittdarstellung, Aufnahme mit 250facher Vergrößerung,

Fig.6 eine flammgespritzte 0,17 mm starke Abdeckschicht aus 70% Kupfer und 30% Zink, in einer Schnittdarstellung mit 250facher Vergrößerung und

Fig.7 eine in ein Gegengewinde Selbstsicherung erfindungsgemäße hergestellte Schraube, in einer Schnittdarstellung.

Ein Befestigungselement in Gestalt einer normgerechten Schraube 10 (Fig. 1) weist einen zylindrischen Kopf 11, einen Gewindeschaft 12, sowie eine metallische Abdeckschicht 13 auf, die auf einen ausgewählten Bereich des Gewindes des Gewindeschaftes 12 aufgebracht ist.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, bedeckt eine metallische Abdeckschicht 13 die Gewindegänge 16 und füllt sie im wesentlichen aus, wobei auch die schraubenförmig verlaufenden Gewindeflanken 18 und ggf. die Gewindestege 20 des Gewindeschafts 12 abgedeckt sind. Die Abdeckschicht 13 ist derart aufgebracht, daß

sie zwischen den Gewindeflächen des Gewindeschaftes 12 und einem Gegengewinde eines zugehörigen Gegenelementes, mit dem die Schraube 10 zusammengeschraubt wird, elastisch verformt wird, so daß ein erhöhter Reibungswiderstand zustandekommt, der einem unerwünschten Lösen der Schraubverbindung zwischen der Schraube 10 und dem zugehörigen Gegenelemt entgegenwirkt.

Die metallische Abdeckschicht 13 ist zwischen den miteinander im Eingriff stehenden Gewindeflächen :o elastisch deformiert (vgl. hierzu auch F i g. 7) und preßt diese Gewindeflächen . in einem Bereich, der der Abdeckschicht 13 etwa diametral gegenüberliegt, reibungserhöhend ineinander, wodurch die beiden Gewinde selbstsichernd zusammengehalten werden.

Wie am besten aus F i g. 2 ersichtlich, erstreckt sich die Oberfläche der metallischen Abdeckschicht 13 in einer kontinuierlich konvexen Kurve von einer radialen Ebene 22 bis zu einer anderen radialen Ebene 24. Der zwischen den Ebenen 22 und 24 eingeschlossene Winkel ist vorzugsweise größer als 90° und kleiner als 180°.

Der zwischen den Ebenen 22 und 24 eingeschlossene Winkel ist vorzugsweise größer als 90° und kleiner als 180°, die Winkelausdehnung der Abdeckschicht 13 kann aber hiervon auch abweichen. Der Winkel kann größer als 180° in Bereichen der Abdeckschicht sein, in denen die unbedeckten Stellen des Gewindes dem Mittelpunkt der Abdeckschicht 13 diametral gegenüberliegen. Eine derartige Ausbildung kann in Fällen verwendet werden, in denen ein Teil der Abdeckschicht beim Ineinanderschrauben der zusammengehörigen Gewindeteile abgeschert wird, dabei aber keine Verminderung der Wiederverwendbarkeit des Befestigungselementes eintreten soll. Andererseits kann die Winkelausdehnung der Abdeckschicht 13 kleiner als 90° in Fällen sein, in denen eine entsprechende Verringerung des Sperrmomentes zulässig ist.

Die radiale Dicke der metallischen Abdeckschicht 13 ist in der Mitte zwischen den Ebenen 22 und 24 am größten und nimmt in dem Maße allmählich ab, indem sie sich den begrenzenden radialen Ebenen nähert. Die Oberfläche der Abdeckschicht 13 bildet mit einer Tangente, die in dem Schnittpunkt der Ebenen 22 und 24 an die Gewindefläche gelegt wird, nur einen kleinen Winkel. Diese sich verjüngende Gestalt der Abdeckschicht hat ihre besondere Bedeutung, weil sie das leichte Zusammenfügen der Schraube 10 mit dem zugehörigen Gegenelement ermöglicht, während sie andererseits eine erhöhte Wiederverwendbarkeit der Schraube 10 und einen erhöhten Widerstand gegen das Lösen der Schraubverbindung ergibt. Wenn auch die in der Zeichnung dargestellte Abdeckschicht 13 eine etwa rechteckige Kontur besitzt, so sind genausogut auch andere Gestaltungen der Abdeckschicht 13 möglich.

Zur Herstellung des Befestigungselement wird der gesamte Schaft der Schraube 10 oder ein ausgewählter Teil des Schaftes zunächst einer Vorbehandlung unterzogen, wobei in einem mehrstufigen Reinigungsverfahren alle unerwünschten Verschmutzungen entfernt werden. Insbesondere wird die Schraube zunächst einer Behandlung mit einer Metallbürste unterzogen, bei der der Gewindeschaft derart gebürstet wird, daß alle losen Schmutzteilchen entfernt werden. Hiernach wird die Schraube mit einer Reinigungslösung behandelt, wobei der Schaft mit Trichloräthylen oder Methylethylketon gereinigt wird, um alle löslichen Fette zu beseitigen. Die vorgereinigte Schraube wird sodann mit einem Sandstrahlgebläse behandelt, wobei auf den Gewindeschaft etwa 3 bis 5 Sekunden lang ein Strah! feinkörnigen Aluminiumoxyds, entsprechend einer Siebfeinheit von 20 bis 50 Maschen, einwirkt Nach dem Sandstrahlen wird die Schraube einem Luftstrahl ausgesetzt, um die losen Sandteilchen zu entfernen. Danach wird die Schraube mit Hilfe einer Infrarotlampe oder einer anderen geeigneten Vorrichtung auf etwa 93 bis 104° C erwärmt, um alle etwa noch vorhandenen Fremdbestandteile zu verdampfen.

Nach der oben beschriebenen Vorbehandlung wird auf den gereinigten Schaft in einem Sprüh- oder Flammspritzverfahren ein Metall aufgebrach¹.. Das aufgebrachte Metall ist vorzugsweise ein Metall oder eine Metallegierung mit einem Elastizitätsmodul von etwa 68 · 10³ - 343 · 10³ N/mm². Besonders befriedigende Ergebnisse sind zu erzielen, wenn Metalle wie nicht rostender Stahl, Molybdän, Kupferlegierungen oder Kohlenstoffstahl aufgebracht werden.

Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, besteht die Sprüh- oder Spritzvorrichtung aus einer Flammspritzpistole 26. Das Metall 136 wird der Flammspritzpistole 26 in Gestalt eines Drahtes zugeführt, wird in ihr zerstäubt und tritt dann in Gestalt eines Metallsprühstrahls 13a aus. Zwischen der Schraube 10 und der Flammspritzpistole 26 ist eine Maske 30 angeordnet. Diese enthält eine zentrale öffnung 21, die den Metallsprühstrahl 13a auf eine vorbestimmte Kreiszylinderfläche auf dem Gewindeschaft 12 der Schraube 10 leitet, die gegenüber der öffnung 21 liegt und deren Längsachse etwa rechtwinklig zur Sprühachse der Pistole 26 verläuft. Auf diese Weise wird auf der Oberfläche des Gewindeschaftes 12 eine metallische Abdeckfläche 13 erzeugt, deren seitliche und axiale Ausdehnung durch die Gestalt der öffnung 21 und die Lage der Pistole 26 sowie der Schraube 10 in bezug auf die Öffnung 21 vorbestimmt ist. Die oben beschriebene sich verjüngende Gestalt der Abdeckschicht 13 kommt selbsttätig zustande durch die kreiszylindrische Form der Schraubenoberfläche und die rechtwinklige Lage der Schraubenachse in bezug auf die Richtung des Sprühstrahls.

Geeignete Flammspritzpistolen, um die metallische Abdeckschicht auf ein solches Befestigungselement aufzusprühen, sind handelsüblich.

Nach dem Aufspritzen der metallischen Abdeckschicht körnen die Schrauben einem oder mehreren Nachbehandlungsvorgängen unterworfen werden. So können sie z. B. derart bearbeitet werden, daß sich eine jeweils gewünschte Dicke oder Umrißgestalt der Abdeckschicht 13 ergibt. Auch können die Schrauben mit einem leichten Überzug eines Schmiermaterials, wie Molybdänsulfid, SAE-30-ÖI oder Wachs versehen werden.

Es versteht sich, daß die Befestigungselemente auch auf einem Fließband oder eine Prcduktionsstraße hergestellt werden können, an der die verschiedenen Arbeitsstationen zum Bürsten, Reinigen, Sandstrahlen, Luftanblasen, Erhitzen, Metallspritzen und Nachbehandeln hintereinander angeordnet sind. Die Schrauben 10 werden dann mit Hilfe geeigneter Fördermittel nacheinander an den verschiedenen Arbeitsstationen einschließlich der Flammspritzpistole 26 vorbeigeführt, wobei die Achse der zu behandelnden Schraube 10, die Richtung des Metallspritzstrahls und die Transportrichtung der Schraube 10 jeweils senkrecht zueinander liegen.

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele dienen zur weiteren Veranschaulichung der Herstellung solcher Befestigungselemente.

Ausführungsbeispiel 1

Eine genormte Stahlschraube SAE 10-38 wird zunächst mit Hilfe einer Metallbürste von lose anhaftenden Teilchen befreit. Danach wird sie mit Hilfe von Trichloräthylen gereinigt, um sie zu entfetten. Sodann wird die Schraube mit Hilfe eines Sandstrahlgebläses 3 Sekunden lang einem Strahl von feinkörnigem Aluminiumoxyd, entsprechend einer Siebfeinheit von 46, ausgesetzt, um den Rost zu beseitigen und der Gewindeoberfläche eine rauhe, einen guten Haftgrund darstellende Oberfläche zu geben. Auf die Schraube wird dann ein Luftstrahl gerichtet, um etwaigen losen Sand zu entfernen. Hierauf wird die Schraube mit Hilfe einer Infrarotlampe auf etwa 100⁰C erwärmt, um etwa anhaftende Feuchtigkeit zu verdampfen. Danach wird mittels einer Flammspritzpistole auf die vorbereitete Schraubenoberfläche »Sprühbronze C« aufgesprüht. »Sprühbronze C« ist eine Kupferlegierung, die aus 70% Kupfer und 30% Zink besteht und im Handel erhältlich ist. Sie wird der Flammspritzpistole in Gestalt eines Drahtes zugeführt und tritt aus ihr als halbgeschmolzener zerstäubter metallischer Sprühstrahl aus, der auf die Oberfläche der Schraube auftrifft und hier eine metallische Abdeckschicht bildet, die sich mit der Gewindefläche verbindet. Die Maske 30 wird etwa 2,5 cm von der benachbarten Gewindefläche des Gewindeschaftes 12 entfernt angeordnet, während sich die Flammspritzpistole 26 in einem Abstand von 7,5 bis 12,5 cm von der Maske 30 befindet. Der Schraubenschaft wird 5 Sekunden lang mit »Sprühbronze C« besprüht, bis sich eine zusammenhängende metallische Abdeckschicht 13 gebildet hat (vgl. Fig.2), die, in der Mitte der Schicht gemessen, eine Dicke von 0,25 bis 0,5 mm aufweist und eine schwammartige, poröse Beschaffenheit zeigt, die auf ihre Erzeugung durch Flammspritzen zurückzuführen ist.

Nach dem Abkühlen ist die Schraube unter Verwendung von genormten Stahlmuttern auf Schraubdrehmoment geprüft worden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben. Die Tabelle enthält ergebnisse von Schraubendrehmomentversuchen an Schrauben, auf die Abdeckschichten aus verschiedenen Metallen nach dem oben beschriebenen Verfahren aufgebracht worden sind, in jedem der angeführten Fälle war die genormte Mutter in geeigneter Weise befestigt. Die Test-Schraube wurde in die Mutter eingeschraubt und das größte aufzuwendende Drehmoment, das beim Eindringen der Abdeckschicht in die Mutter aufzuwenden war, wurde aufgezeichnet. Hierauf wurde die Schraube wieder aus der Mutter herausgeschraubt und wiederum das größte Drehmoment aufgezeichnet. Damit war der erste Prüfvorgang beendet. Nach dem gleichen Verfahren wurden jeweils mehrere Prüfungen durchgeführt.

Material der Abdeckschicht	Größtes Dreh	Größtes Dreh	Prüfung
	moment beim	moment beim	Nr.
	Befestigen	Lösen
	(in ION · m)	(in ION · m)
»Sprühbronze C«	104	58	1
	75	58	2
	58	40	3
	52	35	4
Molybdän	172	121	1
	161	143	2
	143	126	3
	126	104	4
Handelsüblicher Kohlenstoff	109	63	1
stahl	75	58	2
	63	46	3
	46	29	4
»Bronze A«	81	40	1
(handelsübliche, Aluminium	69	40	2
enthaltende Bronze)	63	40	3
%	58	35	4
Handelsüblicher,	109	75	1
nicht rostender 18-8-Stahl	63	58	2
	58	52	3
	46	35	4

Es zeigt sich, daß die selbstsichernden Schrauben, die mit der Abdeckschicht versehen worden sind, ihren großen Widerstand gegen das Lösen auch nach mehrfacher Benutzung behalten und bei jeder Benutzung nur einen kleinen Teil ihrer Hemmwirkung gegen das Lösen verlieren.

Diese selbstsichernde Schraube ist auch den bekannten selbstsichernden Schrauben überlegen, die eine Abdeckschicht aus Kunststoff besitzen und zwar insbesondere in bezug auf die Fähigkeit, ihre selbstsichernde Eigenschaft auch noch bei hohen Temperaturen beizubehalten, bei denen die bekannten Abdeck-

schichten aus Kunststoff schmelzen. Die Schraube ist außerdem widerstandsfähig gegenüber organischen Flüssigkeiten, welche die Abdeckschicht aus Kunststoff angreifen und ihre selbstsichernde Wirkung zunichte machen.

Die selbstsichernde Schraube besitzt ihre ausgezeichneten Eigenschaften auch nach wiederholter Benutzung und außerdem eine sehr hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber ungünstigen Umweltbedingungen. Die große Leistungsfähigkeit einer Befestigungsschraube bei hohen Temperaturen ergibt sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel.

Ausführungsbeispiel 2

Zwei genormte Stahlschrauben V₈ ■ 16, von denen eine mit einer erfindungsgemäßen Abdeckschicht aus »Sprühbronze C« versehen worden war, während die andere bekannterweise eine Abdeckschicht aus einem Polyamid besaß, sind in einen Ofen eingebracht und eine Stunde lang auf eine Temperatur von etwa 425° C erhitzt worden, worauf sie dem Ofen wieder entnommen und mit den folgenden Ergebnissen dem vorbeschriebenen Schraubdrehmoment-Test unterzogen worden sind:

Material der Abdeckschicht	Größtes Dreh	Größtes Dreh	Prüfung
	moment beim	moment beim	Nr.
	Befestigen	Lösen
	(in 10 N · m)	(in ION · m)
»Sprühbronze C«	172	161	1
	143	98	2
	81	69	3
	81	92	4
	81	86	5
	69	63	6
Polyamid	0	0	1

Die Abdeckschicht aus Polyamid ist während der Erhitzung weitgehend verschmort und dann zerbrökkelt, als sie beim ersten Prüfvorgang in die Prüfmutter eingebracht wurde. Die mit der Bronze-Abdeckschicht versehene Schraube hat nach sechs Prüfvorgängen eine mehr als ausreichende selbstsichernde Wirkung gegen das Lösen beibehalten.

Da Befestigungselemente mit der neuen Abdeckschicht die Fähigkeit aufweisen, auch von hohen Temperaturen unbeeinflußt zu bleiben, sind sie beispielsweise als Zylinderkopfschrauben von Verbrennungsmotoren besonders geeignet.

Die Wirksamkeit der Befestigungselemente ergibt sich in erster Linie aus den folgenden Einzelheiten:
Der metallische Werkstoff der Abdeckschicht weist einen niedrigeren Elastizitätsmodul als der metallische Werkstoff des Befestigungselementes selbst auf oder ist weicher als der Werkstoff des Gegengewindes; die Abdeckschicht füllt die Gewindegänge des Befestigungselementes zumindest teilweise ganz auf und sie weist eine poröse, schwammartige Beschaffenheit auf.

Aufgrund der Tatsache, daß der Werkstoff der Abdeckschicht einen niedrigeren Elastizitätsmodul als der Werkstoff des Gegengewindes aufweist, verformt sich die Abdeckschicht innerhalb bestimmter Grenzen eher als die beiden ineinander zu schraubenden Gewindekörper, wodurch eine Dauerverformung oder ein Fressen der Gewindekörper vermieden wird. Dies steht im Gegensatz zu der Verwendung von Befestigungselementen mit ziemlich harten metallischen Abdeckschichten, bei denen die Gewindekörper beim Zusammenschrauben fressen oder sich dauerhaft verformen würden.

Die federnden Eigenschaften der Abdeckschicht, d. h. die Fähigkeit, sich innerhalb bestimmter Grenzen elastisch zu verformen, führt dazu, daß die Befestigungselemente ein beachtliches selbstsicherndes Schraubdrehmoment ergeben und dabei wieder verwendbar sind. Die ziemlich schwammartige und poröse Beschaffenheit der Abdeckschicht 13, die sich aus dem Aufbringen durch Flammspritzen ergibt, führt zu einer beachtlich größeren Elastizität als die von nur porösen, anderswie aufgebrachten Abdeckschichten. Beim Zusammenschrauben des Befestigungselementes mit dem zugehörigen Gegengewindeelement wird die elastische Abdeckschicht in radialer Richtung zwischen den Gewindegängen zusammengedrückt. Wie oben bereits erwähnt, führt das radiale Zusammendrücken der Abdeckschicht dazu, daß die Gewindegänge der zusammengefügten Befestigungselemente in dein Bereich, der der Abdeckschicht etwa diametral gegenüberliegt, so ineinander gepreßt werden, daß sich zwischen ihnen ein selbstsperrender, verdrehsichernder Eingriff ergibt. Wenn die Gewindeelemente auseinandergeschraubt werden, dehnt sich die Abdeckschicht in radialer Richtung wieder bis zum Erreichen ihrer ursprünglichen Gestalt aus, wonach sie bei Wiederverwendung erneut ihre selbstsperrende Wirkung ausüben kann. Diese selbstsperrende Wirkung bleibt auch bei einer teilweise plastischen und teilweise elastischen Deformation der Abdeckschicht erhalten.

In F i g. 5 ist eine charakteristische aufplattierte 0,17 mm starke Abdeckschicht aus einem Messingwerkstoff mit 70% Kupfer und 50% Zink im Schnitt bei 250facher Vergrößerung dargestellt, während F i g. 7 eine typische flammgespritzte 0,17 mm starke Abdeckschicht aus demselben Werkstoff, ebenfalls in 250facher Vergrößerung zeigt

Aus dem Vergleich der beiden Bilder ergibt sich deutlich die poröse, und schwammartige Beschaffenheit der durch Flammspritzen aufgebrachten Abdeckschicht. Es ist ferner ersichtlich, daß die äußere Oberfläche der Abdeckschicht nicht glatt ist, sondern daß sie eine löcherige, unterbrochende Beschaffenheit aufweist, obwohl sie in den F i g. 2 und 3 als durchgehende Linie dargestellt ist

Aus der Beschaffenheit der Abdeckschicht ergibt sich ihre elastische Zusammendrückbarkeit, die ein wesentliches Merkmal ist. Aus der Porosität der Abdeckschicht ergibt sich ferner die Aufnahmefähigkeit für ein Schmiermittel, welches dann dazu beiträgt, daß die Abdeckschicht beim Zusammenschrauben der Gewindeelemente nicht zerstört wird und damit gewährleistet bleibt, daß die Abdeckschicht beim Zusammenschrauben elastisch zusammengedrückt wird.

Untersuchungen des durch Flammspritzen aufgebrachten Werkstoffs mit 70% Kupfer und 30% Zink gemäß Ausführungsbeispiel 1 haben gezeigt, daß die Dichte der aufgesprühten Abdeckschicht 85% bis 87% der theoretischen Dichte des verwendeten Werkstoffs beträgt, d. h. daß die Abdeckschicht eine Porosität von 13 bis 15% aufweist. Entsprechende Untersuchungen einer aufpiattierten Abdeckschichi aus demselben Werkstoff haben eine Dichte der Abdeckschicht von angenähert 100% der theoretischen Dichte, d.h. eine Porosität von etwa 0% ergeben. Für die Verwendung erscheint eine Porosität von nur 5% als ausreichend. Weitere Untersuchungen der aufgesprühten Bronzeschicht haben eine durchschnittliche Größe der Oberflächenporen von 0,17 mm bis 0,25 mm ergeben und es wird angenommen, daß diese Porengröße maßgebend für die vorteilhafte Aufnahmefähigkeit der Abdeckschichten für Schmiermittel ist.

Dadurch, daß die Gewindegänge durch das Flammspritzen aufgefüllt werden, ergibt sich eine relativ dicke Schicht deformierbaren Werkstoffs, der dementsprechend pro Dickeneinheit eine relativ geringe Zusammendrückung erfährt und damit weniger Gefahr läuft, die Grenzen der elastischen Deformation zu überschreiten. Dieser Vorteil ist besonders ausgeprägt, wenn das selbstsichernde Befestigungselement ein Schraubenbolzen mit Außengewinde ist, da aufgrund der genormten Abmessungen zwischen den Gängen eines Außengewindes und den Stegen eines Innengewindes ein größeres Spiel besteht, als zwischen den Gängen eines Innen- und den Stegen eines Außengewindes. Außerdem unterstützen die Wände eines Gewindegangs die in den Gewindegang eingefüllte Schicht aus deformierbarem Werkstoff, im Gegensatz zu dem auf den Gewindestegen aufsitzenden Werkstoff, der für eine aufplattierte Abdeckschicht typisch ist und der zu einem großen Teil nicht unterstützt ist.

Aus den obengenannten Ausführungen ergibt sich, daß das mit einer porösen Abdeckschicht aus einem Werkstoff mit niedrigerem Elastizitätsmodul versehene Befestigungselement einen wesentlichen Fortschritt

darstellt. Die Abdeckschicht ist dabei durch Flammspritzen aufgebracht. Durch Aufplattieren aufgebrachte Abdeckschichten ergeben keine in ihrer Wirksamkeit vergleichbaren Befestigungselemente. Der Grund liegt nicht nur in der fehlenden Porosität und Elastizität aufplattierter Abdeckschichten, sondern auch darin, daß wenn versucht wird, mit aufplattiertem Werkstoff die Gewindegänge aufzufüllen, sich auf den Gewindestegen dick auftragende Werkstoffschichten absetzen, die die Gebrauchstauglichkeit derartig hergestellter Befestigungselemente stark einschränken.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Abdeckschicht durch Besprühen mit geschmolzenem Metall auf einem zuvor gereinigten Teil eines Gewindes, in der Anwendung bei der Herstellung eines eine Selbstsicherung tragenden Befestigungselementes, nach Patent22 11 138, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallischer Werkstoff für die flammgespritzte poröse Abdeckschicht verwendet wird, der einen niedrigeren Elastizitätsmodul aufweist als der metallische Werkstoff des Befestigungselementes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich in Axialrichtung über mehrere Gewindestege und in Umfangsrichtung über nicht mehr als 180° erstreckende Abdeckschicht zumindest einen Gewindegang im wesentlichen ganz ausfüllt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die poröse Abdeckschicht ein metallischer Werkstoff verwendet wird, der eine Dichte aufweist, die unter 95% seiner theoretischen Dichte liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte 85 bis 87% der theoretischen Dichte beträgt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckschicht derart aufgebracht wird, daß sie in einem Schnitt senkrecht zur Achse des Befestigungselementes eine etwa ellipsenförmige Begrenzungslinie aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Abdeckschicht in Umfangsrichtung mindestens über einen Bereich von 90° erstreckt.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekeniizeichnet, daß die Abdeckschicht auf ein Außengewinde des Befestigungselementes aufgebracht wird.