DE2603996A1 - Schrauben- und mutternkombinationsgarnitur fuer statische schwingende oder gleitfeste hv-verbindungen u.dgl. - Google Patents

Schrauben- und mutternkombinationsgarnitur fuer statische schwingende oder gleitfeste hv-verbindungen u.dgl.

Info

Publication number
DE2603996A1
DE2603996A1 DE19762603996 DE2603996A DE2603996A1 DE 2603996 A1 DE2603996 A1 DE 2603996A1 DE 19762603996 DE19762603996 DE 19762603996 DE 2603996 A DE2603996 A DE 2603996A DE 2603996 A1 DE2603996 A1 DE 2603996A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
thread
screw
nut
polygon
wedge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19762603996
Other languages
English (en)
Other versions
DE2603996C2 (de
Inventor
Helmut Hofmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19767602904 priority Critical patent/DE7602904U1/de
Priority to DE19762603996 priority patent/DE2603996C2/de
Priority to FR7703531A priority patent/FR2352203A1/fr
Publication of DE2603996A1 publication Critical patent/DE2603996A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2603996C2 publication Critical patent/DE2603996C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00Nuts or like thread-engaging members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/04Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for maintaining a tensile load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B33/00Features common to bolt and nut
    • F16B33/02Shape of thread; Special thread-forms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B35/00Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws
    • F16B35/04Screw-bolts; Stay-bolts; Screw-threaded studs; Screws; Set screws with specially-shaped head or shaft in order to fix the bolt on or in an object
    • F16B35/041Specially-shaped shafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/12Nuts or like thread-engaging members with thread-engaging surfaces formed by inserted coil-springs, discs, or the like; Independent pieces of wound wire used as nuts; Threaded inserts for holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B41/00Measures against loss of bolts, nuts, or pins; Measures against unauthorised operation of bolts, nuts or pins
    • F16B41/002Measures against loss of bolts, nuts or pins

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)
  • Forging (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

Schrauben- und Mutternkombinationsgarnitur für statische, schwingende oder gleitfeste HV-Verbindungen und dergl.
Die Erfindung betrifft eine außen- und/oder innenkopfanziehbare bruchunempfindliche Schrauben- und gewindevoreilungskompensierende Mutternkombinationsgarnitur mit oder ohne Keilkerben-Verliersicherung und mit oder ohne gerade- oder keilförmigen Druckausgleichscheiben für statische, schwingende oder gleitfeste hochfest vorgespannte (HV) Verbindungen.
Bei Schraubenverbindungen, aller Industriezweige wichtigstes Befestigungsmittel, soll ein schneller Einsatz an jeder beliebigen Stelle und für alle möglichen Betriebssituationen ohne Zeitverlust unter Einhaltung der Produkthaftung sichergestellt sein.
Nach dem letzten Stand der Technik ist bekannt, daß die üblichen Schraubenverbindungen erhebliche technischen Mängel aufweisen, weshalb auch nur werkstoffqualitäts- und maßqualitätsbezogene Schraubengarnituren mit sehr wenigen Kombinationsmöglichkeiten von einigen Herstellern angeboten werden. Eine Paarung der sogenannten Innensechskant-"Kopfanziehschrauben" mit Muttern zu "Durchsteckschrauben" ist aufwendig und teuer, wiederum sind "Durchsteckschrauben" nur mit Außensechskant an Engstellen nicht einsetzbar. Das sich nicht selbst zentrierende, separat als Innen- oder Außenangriff angeordnete, einfach wirkende Sechskantprofil erfüllt bei wiederholtem Anziehvorgang die Anziehbedingungen ebensowenig, wie die zur Abhilfe vorgesehenen kerbempfindlichen, durch ihr Eingriffsspiel nur teilweise tragenden Zwölfkant-, Vielzahn, Vielnut- bzw. Kleeblattprofile u. dergl. Die als "Scherschrauben" seither benutzten "Paßschrauben" sind sehr kerbempfindlich, in der Herstellung teurer und verursachen erhebliche Einpaßarbeit ohne jedoch die gefürchtete Reibkorrosionsgefahr zu bannen. Im eingebauten Zustand sollen gleitfeste HV-Verbindungen die Schraubenlochwandungen nicht berühren, was durch die ebenen Scheiben unmöglich ist. Im Gegenteil, beim An-
709840/0026
ziehen dieser unzentrierten Verbindungen werden die Scheiben und Schrauben zwangsweise exzentrisch gegeneinander verschoben. Im Letzten versagen in der Praxis alle sichtbaren Sicherungen gegen Lösen, selbst als "Verliersicherung" ist die Mehrzahl ungeeignet.
Die beste Sicherung gegen Lösen ist und bleibt die hohe Vorspannung! Daß die derzeitigen Schraubengarnituren zur Erzielung einer hohen Vorspannung ungeeignet sind, erklärt sich aus nachstehend aufgeführten Schraubenfehlfunktionen bzw. Achtlosigkeiten bei der Schraubengestaltung:
a) Nach allgemeinen Angaben soll die stärkste Belastung im ersten und zweiten tragenden Gewindegang der Mutter auftreten-, dabei entfiele auf den ersten tragenden Gewindegang etwa 40% der gesamten Schraubenbelastung. Infolge Formänderung wurden bereits beim vierten tragenden Gewindegang 95% der gesamten Last aufgenommen und der kleine Rest verteilte sich auf die übrigen Gänge.
b) Hiernach soll bei dynamischer Belastung der gefährdete Querschnitt einer Schraubenverbindung im ersten tragenden Gewindegang liegen (größte Spannungsspitze).
c) Der zuvor unter b) fixierte gefährdete Querschnitt würde bei Schaft- und Dehnschrauben an gleicher Stelle liegen.
d) Die derzeitig festgelegten Anzugsdrehmomente für Schraubenverbindungen wurden beträchtlich streuen (untereinander von Schraubenverbindung zu Schraubenverbindung, sogar von Lieferwerk zu Lieferwerk). In ungünstigen Fällen sollen bis zu 90% des angegebenen Wertes zur Überwindung des Reibungswiderstandes im Gewinde bzw. an den Auflageflächen verbraucht werden. Bei gewollter oder ungewollter Schmierung sind Anhaltswerte für derartige Schraubenverbxndungen nur durch Kontroilversuche ermittelbar.
e) Die Gefährlichkeit der "übergreifend voreilenden" Mutter-Gewindeauslauf sichel (solange eine solche "quetschreißend" im Gewinde-0-Bereich der Schraubenverbindung wirksam werden
709840/0026
- φ —
kann) blieb bisher als Dauerbruchursache unerkannt.
f) Unerkannt blieb auch die schädliche Muttergewinde- bzw. Mutterverkeilung, hervorgerufen durch "Gewindevoreilung beim Anziehvorgang" ,. die die Ursache der Einleitung der exzentrischen Belastungen und Verspannungen ist.
g) Dem Einfluß der exzentrischen Einleitung der Vorspannkraft (exzentrische Vorspannung, exzentrische Belastung), wurde bei der Schraubenformgebung bisher nicht Rechnung getragen.
h) Die auf eine gleichmäßigere Kraftverteilung und Steigerung der Dauerfestigkeit abzielenden bekannten Maßnahmen z.B.:
I. Muttergewinde konisch (an der Auflage etwas weiter als oben) Steigung des Muttergewindes ein wenig größer als Steigung de's Bolzens oder das Bolzengewinde konisch (unten enger als oben). - Bei diesen Ausführungen ist Mutter auf Bolzen nicht zentriert! -
II. 20° Ansenkung auf der Mutter-Tragseite.
III. Nach Vorschlägen von E.Lehr: Die Kernbohrung der Mutter konisch auszuführen (auch hier Mutterauf Bolzen nicht zentriert!), oder ein-zwei Gänge die Mutter-Auflage über das Bolzengewinde vorstehen zu lassen, konnte nicht den erwarteten Erfolg bringen, da neben einer beträchtlichen Festigkeitseinbuße am Gewinde der "Mutterverkeilungseffekt durch Voreilung beim Anziehen" und die Gewindeauslaufsichel nur verlagert aber nicht beseitigt wird. Der exzentrische Lastangriff wird durch diese Maßnahmen nicht kompensiert.
i) Die zweckgerechte Gestaltung der Mutter ist Voraussetzung für die größtmögliche Ausnutzung der Dauerfestigkeit der eigentlichen Schraubenverbindung. Erst im abgestimmten Zusammenwirken von Schraube und Mutter erscheinen alle auf Steigerung bezüglich Dauerfestigkeit gerichteten Maßnahmen sinnvoll. Das Höchstmaß an Zuverlässigkeit einer Schraubenverbindung wird nur durch kombinierbare, wenige, aber ganz klar auf die 3 technisch festgelegten "Lastfälle" abgestimmten Garnituren gewährleistet - was gleichzeitig zu einer erheblichen Sortenver-
709840/0026
minderung und überschaubareren Lagerhaltung führt. Diese für den Praktiker selbstverständlichen Grundsätze wurden seither ignoriert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenigen einheitlichen Schraubengarnituren, deren Merkmale auf die 3 technischen "Belastungsfälle" zugeschnitten sind, wahlweise zur Erreichung eines Höchstmaßes an Sicherheit kombinieren zu können, dabei die Vielzahl der Schrauben zu verringern, die Nachteile des separaten sich nicht selbst zentrierenden Außen- bzw. Innenangriffs bei Schraubenköpfen zu beseitigen, eine verbesserte Mutter- bzw. Schraubenkopfform und einen kerbunempfindlichen Schraubenschaft einzuführen sowie eine neuartige Verliersicherung und eine Druckausgleichscheibe mit Zentriersenkung vorzuschlagen. Die besondere Aufgabe dieser Erfindung liegt darüberhinaus in der Aufdeckung und Beseitigung der schädlichen Wirkung der "Mutterverkeilung durch Gewindevoreilung beim Anziehen" bzw. der Quetschanrißbildung am Bolzengewinde durch voraneilende Gewindeauslaufsicheln.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß außer runden Schraubenschäften (z. B. bei Gewinde bis Kopf) kerbunempfindlichere Polygonschaftschrauben einen Kopf in Form eines zueinander fixierten Innen- und Außensechskantes oder Innen- und Außenpolygonprofiles (auch in konischer für Schrauber oder kegliger Ausführung für Senkschraubenköpfe u. Einzelausführung möglich) haben und diese Polygonmuttern (oder Sechskantmuttern und dergl.) besitzen, und wie diese Muttern neben üblichen (Kreis, Kugel) Auflageflächen durch Polygonform oder Flächen in 120° Anordnung erzeugte 3-*Punktauflage aufweisen. Der kontinuierliche Übergang der Unterteilungsabschnitte "Aus— weichen - Verriegeln - Sichern" kennzeichnet die sich im Gegengewinde zentrierende "Gewindevoreilungskompensationsform bzw. -kurve" der Gewinde in Muttern bzw. Gewindebohr.ungen (HELICOIL-Lester-Nutmuttern u. dergl.) und die Beseitigung der voreilenden "Gewindeauslaufsichel". Der Mutter-Verliersicherungseffekt ergibt sich aus dem Zusammenwirken der an der Mutteroberfläche sich gegenüberliegend angeordneten Keilkerben (deren Keilsteigung größer als die der Gewindesteigung ist) und dem etwa im
?09840/002S
*Γ·
Verhältnis D/2 des Gewindebolzen-Kern0 bemessenen darin arritierenden Spiralspannstiftes. Für die reibkorro sionsverhindernde "Scherhülsenschraube) ist die durch den Polygonschaft erzielte zentrierende 3-Linienberührung der durch Gewindeanrollung gehaltenen Schwerspannhülse kennzeichnend. Für die geraden oder keilförmigen Druckausgleichscheiben mit Zentriersenkung bestimmt das Polygonprofil die äußere Begrenzung.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die bekannten Mutter-Gewindefunktionsfehler ( u. a. voreilende Auslaufsichel verursacht Quetschanriß bzw. Mutterverkeilung durch Gewindevoreilung beim Anziehvorgang ) und die sich daraus ergebenden schädlichen Einflüsse auf die Schrauben-Mutterngarnituren erfindungsgemäß beseitigt wurden. Dadurch werden künftig statt einer Vielzahl von unterschiedlichen fehlerhaften Garnituren für die technisch festgelegten "3 Belastungsfälle" nur einige wenige untereinander kombinierbare Garnituren hergestellt und auf Lager gehalten werden müssen. Die jeweils günstigste Zusammensetzung der Garnituren kann nunmehr auch am Ort der Anwendung mit nur einigen Handgriffen und ohne großen Aufwand erfolgen. Der "flaschenhalsförmige" zentrierte Muttergewinde-Belastungsverlauf (Belastungskurve), der erfindungsgemäß durch die "Gewindevoreilungskompensationsform" bei verriegeltem Gewinde erzielt wird, bringt nicht nur alle Gewindegänge zum Tragen und erhöht damit die Dauerfestigkeit beträchtlich, er beseitigt auch die Quetschanrißgefahr am Bolzengewinde, die durch"voreilende Mutter-Gewindeauslauf sicheln" beim Anziehen herkömmlicher Schrauben— Verbindungen bzw. bei allen Verschraubungen z. B. Wellenmuttern u. dergl.) besteht.
Insofern man die Forschungsergebnisse bezüglich Schraubenreibwerte, Selbsthemmung u. dergl. als verbindlich ansehen darf, werden bei erfindungsgemäß hergestellten Schraubenverbindungen jegliche Sicherungselemente überflüssig, da alle Gänge zum Tragen kommen, die tragen sollen und dadurch eine genügend große Vorspannung aufgebracht werden kann.
Die erfindungsgemäß erzielte, zentrierte Lastverteilung ermöglicht nunmehr auch eine exakte Schraubenberechnung und somit
709840/0026
eine Festlegung der hinsichtlich Betriebssicherheit und Produkthaftung dringend benötigten praxisnahen Richtwerte für die Schraubenbelastung und Anziehdrehmomente.
Die getrennten Funktionen der üblichen Einfachangriff-Schrauben können erfindungsgemäß auch in einer Doppelangriff-Schraube mit Sechskant- oder Polygonprofil (in Normal- oder Flachkopfausführung z. B. DIN 6912 u. dergl.) vereinigt werden. Durch die erfindungsgemäße Anwendung des einzig "sich selbst zentrierenden " Polygonprofiles für "Innen-" oder "Außen-" oder "Doppelangriff" (in konischer Ausführung für Schrauber möglich) können höchste Anziehdrehmomente sicher übertragen werden, und als Schraubenkopf- Mutter- oder Scheibenform wird eine verkantungssichere 3-Punkt angenäherte Auflagefläche erzielt, deren Ausgleichswirkung durch zusätzliche markierte Sektorflächen erhöht werden kann.
Die in vorliegender Erfindung aufgezeigten Polygonschäfte sind in der Standfestigkeit (bei Biegung und Verdrehung) sowie Kerbunempfindlichkeit u. dergl. den Rund- bzw. Dehnschäften sehr überlegen und ermöglichen darüberhinaus bei Stiftschraubenausführungen als Schlüsselangriff ein sicheres Festdrehen des Gewindes.
Die günstige Zentrierwirkung des Polygonprofiles an der vor Reibkorrosion schützenden "Scherhülsenschraube" und der Vorteil bei der Drehmomentübertragung, den die eingepreßten Polygonschei— ben bei Lester-Nut-Muttern bewirken, ist so offensichtlich, wie die Verbesserung der Einschraubbedingungen bei Gewindesacklöchern bzw. HELICOIL-Grundgewinde durch Anwendung des erfindungsgemäßen Gewinde-Kurvenverlaufs "Ausweichen-Verriegeln-Sichern". Wo Sicherheitsvorschriften "Verliersicherungen" vorschreiben, oder bei weichen (Gummiverband) Schraubenverbindungen sichert das Zusammenwirken zwischen Spiralspannstift und den an der Mutteroberseite angeordneten Keilkerben nicht nur gegen "Verlieren", in gewisser Weise wird durch die Stiftfederung auf den Keilsteigungen auch eine Sicherheit gegen"Lösen"erzielt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Zur Erklärung der Wirkungsweise von Fig. 1 muß angeführt werden, daß
709840/0026
die Behauptung, die ersten vier tragenden Gänge einer Normalmutter nähmen bereits 95% der Gesamtkraft auf, in vorliegender Erfindung erstmals als eine sehr entscheidende Fehlannahme in der derzeitigen Schraubenberechnung aufgezeigt wird. Die Hauptlast an einer herkömmlichen Schraube wird durch ein sichelförmiges verkeiltes Gewindekeil stück aufgenommen. Zieht man beispielsweise die Mutter einer eingespannten Schraube langsam immer fester an, dann wächst der Widerstand stetig, bis die durch "Gewindevoreilung voraneilende Gewindesichel" (Muttergewinde-Keilstück zwischen Oberfläche des verspannten Materials und Bolzengewinde-Gegenflankenabschnitt) den Raum zwischen der Oberfläche des verspannten Materials und der Bolzengewinde-Gegenflanke sichelförmig verkeilt ausfüllt. Durch die Keilwirkung des Muttergewinde-Keil Stückes werden nicht nur die folgenden Gewindegänge aus ihren Lastangriff gezogen (deshalb entlastete Gewindegänge) und die Mutter zum Bolzen exzentrisch verschoben, auch die exzentrische Einleitung der Vorspannkraft (exzentrische Verspannung, exzentrische Belastung der Schraubenverbindung) steht hiermit im unmittelbaren Zusammenhang. Die Spitze der Mutter-Gewindesichel (Gewindeauslauf) füllt in dieser Stellung die engste Stelle (Spitze) zwischen Bolzengewinde-Gegenflanke und Oberfläche des verspannten Materials aus. Sind alle Möglichkeiten einer Formänderung im Verkeilbereich erschöpft und will man diese Mutter weiterdrehen, so kann diese voraneilende Gewindesichel (Muttergewinde-Keilstück) der Richtung des Gewindeverlaufs (Gewindesteigung) nicht mehr folgen. Außer einer evtl. Materialeindrückung bzw. Schraubenschiefstellung u. dergl. ist nunmehr allein die Auflagefläche der Oberfläche des verspannten Materials bei einer Weiterdrehung richtungsbestimmend. Wird diese Mutter nun weitergedreht, so werden die Gänge des Muttergewindes zwangsläufig gegenüber der Steigung der Bolzengewindegänge eine Kreisbewegung parallel zu ihrer Zwangsrichtung beschreiben wollen. Wenn bei der Mehrzahl der Muttergewindegänge nicht das durch die Verkeilung der voraneilenden Gewindesichel entstandene Gewindespiel vorhanden wäre, bzw. sich nicht die Differenz zwischen der steigungsgebundenen Gewindegangslänge gegenüber dem Mutterdrehumfang in Zwangsrichtung (ohne der Steigung folgen zu können) als "Voreilung" bemerkbar machen würde, übten dabei sofort alle Muttergänge gleichzeitig gemeinsam ein zerstörendes Quetsch-Drehmoment auf die Bolzen-Gewindegänge aus.
. - 70*840/032«
/ 40.
Meist verdreht sich aber unter Quetschanreißen des Bolzengewinde-Außen0 durch die Sichel spitze und bolzengewindeaufweitendem Einziehen des dicken Restkeiles des 1. Gewindeganges die exzentrisch gegen das Bolzengewinde abgestützte "Gewindesichel", bis die Restzerstörung durch das Quetsch-Drehmoment der übrigen Gewindegänge erfolgt.
Wie erfindungsgemäß der zuvor beschriebenen selbstzerstörenden Schraubenfehlfunktion antgegengewirkt wird und wie alle Gewindegänge einer Mutter bzw, eines Einschraubgewindes zum Tragen und somit zum Aufbringen einer hohen Vorspannkraft herangezogen werden können, damit ein günstiger Belastungsverlauf über alle Gewindegänge erzielt wird, zeigt
Fig. 1.
Hierin bedeutet Teil 1 eine noch nicht verriegelte Mutter, Teil 2 das eingeschraubte Bolzengewinde und Teil 3 das verspannte Material. Mit dem Dreieck "O" ist die Oberfläche des verspannten Materials gekennzeichnet, deren Auflagefläche für den Mutteranziehvorgang letztlich ausschlaggebend richtungsbestimmend ist. In die Mutter Teil 1 ist Gewinde eingeschnitten, deren sich im Gegengewinde zentrierende Gewindevoreilungskompensationsform durch einen kontinuierlichen Übergang der Unterteilungsabschnitte "A = Ausweichen -V= Verriegeln -S= Sichern" ergibt. Die Mutter 1 auf dem Gewindebolzen 2 mit unverändertem Normalgewinde im Abschnitt S zentriert zeigt, daß der Gewindeauslauf zur Auflagefläche hin außerhalb der Gewindeeinhüllung (Gewindespirale) des Gewindebolzens zu liegen kommt, sodaß dieser beim Verriegeln der Abschnitte A-V bzw. AV nicht angeschnitten bzw. beschädigt, werden kann. Beginnend in Richtung "a" mit Gewindeabschnitt S im oberen elastischen Mutterbereich findet hintereinander der Eingriff aller im Bereich der Bolzengewindeeinhüllung angeordneten Gewindegänge der Abschnitte A-V bzw. AV in Richtung "b" statt und verriegelt die Schraubenverbindung fest zu einer geschlossenen tragenden Einheit, wie dies für die technisch festgelegten 3 Belastungsfälle gefordert wird.
Fig. 2
zeigt eine Doppelsechskantgarnitur mit 3-Punktauflage in Normal-
709840/0Ό23
ausführung. In der oberen Hälfte ist eine versenkte Kopfanziehschraube Teil 2 und in der unteren Hälfte eine Durchsteckausführung mit einer Sechskantmutter Teil 1 nach dem beschriebenen A-V-S-Prinzip gezeigt.
Fig. 3
zeigt eine Doppelpolygongarnitur in Normalausführung. Die Polygonmutter Teil 3(mit 3-Punktauflage)nach dem beschriebenen A-V-S-Prinzip. Die Doppelpolygonschraube Teil 4 ist mit Polygonschaft und Rundgewinde, sowie mit 3-Punktkopfauflage ausgestattet.
Fig. 4
zeigt eine Senkschraubenausführung Teil 5 für Schrauben- und Mutternkombinationsgarnituren mit Polygonschaft, der in einen Polygonkegelkopf übergeht. U-V-W zeigt die 3-Punktauflage des Polygonkegelkopfes in einer Normal-Kegelsenkung.
Fig. 5
zeigt eine Polygonschaftschraube Teil 6 (in Stiftschraubenausführung mit zylindrischem Ansatz) für Schrauben- u. Mutternkombinationsgarnituren mit oder ohne Scherstift Teil 17, eingeschraubt in eine Gewindebohrung nach dem beschriebenen A-V-S-Prinzip (auch für Normalgewiridebohrungen möglich).
Fig. 6
zeigt eine hochfest vorgespannte (HV) Schrauben- u. Mutternkombinationsgarnitur mit Kugelzentrierauflage. Die Garnitur besteht aus der Kombination Doppelsechskantschraube Teil 12, Mutter Teil 11 nach dem beschriebenen A-V-S-Prinzip und den keilförmigen Druckausgleichscheiben (Polygonscheiben) Teil 31 für U-Profile mit kugeliger Zentrier-Auflagefläche.
Fig. 7
zeigt für schwingende Beanspruchungen eine (HV) Schrauben- u. Mutternkombinationsgarnitur mit eingezogenen Polygontellern T und zusätzlichen 3-Punktauflageflächen, die mit A-B-C bezeichnet sind. Die Schraube Teil 15 hat einen Sechskant-Doppelangriff, die Sechskantmutter Teil 14 weist den beschriebenen A-V-S-Gewindeverlauf auf (für untergeordnete Zwecke können auch
709840/CO2β
herkömmliche Schrauben und Muttern mit derartigen Polygontellern mit oder ohne den separaten Flächen versehen werden).
Fig. 8
stellt eine Schrauben- u. Mutternkombinationsgarnitur mit oder ohne die mit A-B-C bezeichnete 3—Flächenauflage vor, bei der auf einen Polygonschaft (auch Rundschäfte möglich) eine Spannhülse Teil 13 durch Gewindeanrollung aufgebracht sein kann. Die Schraube Teil 20 kann Doppelangriff haben, und die Mutter Teil 10 kann nach dem beschriebenen A-V-S-Prinzip gestaltet sein.
Fig. 9
zeigt eine Mutter, beispielsweise Sechskantmutter Teil 50 für Schrauben-Mutternkombinationsgarnituren mit obenauf gegenüberliegend angeordneten Keilkerben K zur Aufnahme eines Spiralstiftes Teil 51. Dieser Stift liegt federnd auf den Keilflächen auf und sichert durch die Steigung der Kerben die Mutter gegen Verlieren und im beschränkten Umfang auch gegen Lösen.
Fig. 10
zeigt zum Anziehen der Schrauben- u. Mutterngarnituren notwendige Innenangriff-Polygonschlüssel "aus dem vollen Teil 41" und Außenangriff-Hohlprofil schlüssel Teil 42 zusammengesteckt z. B. für einen gemeinsamen Anzug einer flachen Polygonschraubenverbindung in einem Gewinde-Sackloch nach dem beschriebenen A-V-S-Prinzip.
Fig. 11
zeigt eine Mutter z. B. Polygonmutter nach dem "Lester-Nut-Mutter-System" für Schrauben- u. Mutternkombinationsgarnituren mit herkömmlichem oder Gewinde nach dem beschriebenen A-V-S-Prinzip und Polygongewindescheiben Teil 60, die in einem Verhältnis zum Polygon- oder Sechskantprofil des Außenteiles Teil 61 in diese eingepreßt sind.
Fig. 12
zeigt ein Ausführungsbeispiel des beschriebenen A-V-S-Gewindeprofils, wie dieses als HELICOIL-Grundprofil für den HELICOIL-
709840/00
Gewindeeinsatz Teil 70 angewendet werden kann.
Fig. 13 veranschaulicht die Selbstzentrierung des Polygonprofiles.
Fig. 14 zeigt eine Polygon-Handschlüsselausführung bei dem ein Doppel profil (um 180 zueinander versetzt) eingearbeitet ist.
709840/0026

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    fl.j Außen- und/oder innenkopfanziehbare bruchunempfindliche (relbkorrosionsgeschützte) Schrauben- und gewindevoreilungskompensierende Mutternkombinationsgarnitur mit oder ohne Keilkerben-Verliersicherung und mit oder ohne gerade- oder keilförmigen Druckausgleichscheiben für statische schwingende oder gleitfeste hochfest vorgespannte (HV) Verbindungen (einschließlich Anziehwerkzeuge),
    dadurch gekennzeichnet, daß außer runden Schraubenschäften (z. B. bei Gewinde bis Kopf) kerbunempfindlichere Polygonschaf tschrauben einen Kopf in Form eines zueinander fixierten Innen- und Außensechskantes oder Innen- und Außenpolygonprofiles (auch in konischer für Schrauber oder kegliger Ausführung für Senkschraubenköpfe u. Einzelausführung möglich) haben und diese Polygonmuttern (oder Sechskantmuttern und dergl. ) besitzen, und wie diese Muttern neben üblichen (Kreis, Kugel) Auflageflächen durch Polygonform oder Flächen in 120° Anordnung erzeugte 3-Punktauflage aufweisen.
    Der kontinuierliche Übergang der Unterteilungsabschnitte "Ausweichen-Verriegeln-Sichern" kennzeichnet die sich im Gegengewinde zentrierende "Gewindevoreilungskompensationsform bzw. -kurve" der Gewinde in Muttern bzw. Gewindebohrungen (HELICOIL-Lester-Nutmuttern u. dergl.) und die Beseitigung der voreilenden "Gewindeauslaufsichel". Der Mutter-VerlierSicherungseffekt ergibt sich aus dem Zusammenwirken der an der Mutteroberfläche sich gegenüberliegend angeordneten Keilkerben (deren Keilsteigung größer als die der Gewindesteigung ist) und dem etwa im Verhält-
    709840/002 6
    nis D/2 des Gewindebolzen-Kern0 bemessenen darin arritierenden Spiralspannstiftes. Für die reibkorrosionsverhindernde "Scherhülsenschraube" ist die durch den Polygonschaft erzielte zentrierende 3-Linienberühung der durch Gewindeanrollung gehaltenen Schwerspannhülse kennzeichnend. Für die geraden oder keilförmigen Druckausgleichscheiben mit Zentriersenkung bestimmt
    das Polygonprofil die äußere Begrenzung und bei den Schlüsselwerkzeugen das Anziehprofil.
  2. 2. Schrauben- und Mutternkombinationsgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahmegewinde für HELICOIL-Gewinde-, einsätze bzw. Massiv-Gewindebüchsen (außen und innen) die in Anspruch 1 gekennzeichnete Gewindevoreilungskompensationsform haben.
  3. 3. Schrauben- und Mutternkombinationsgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sogenannte "Lester-Nut-Mutter" die in Anspruch 1 gekennzeichnete Gewindevoreilungskompensationsform hat und die eingepreßten Gewindescheiben im abgestimmten
    Verhältnis zum Mutter-Außenteil mit Polygonprofil ausgeführt
    sind (auch Sechskant-Außenteile können mit Polygon-Gewindescheiben gepaart sein).
  4. 4. Schrauben- und Mutternkombinationsgarnitur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese für das Anziehen bei Innenangriff Polygonschlüssel "aus dem Vollen" und.bei Außenangriff "Hohlprofil" haben. Das Hohlprofil kann auch in Doppelpolygonform (um 180° zueinander versetzt) ausgeführt sein. Durch Ineinanderstecken des Innen- und Außenschlüssels sollte ein gemeinsamer Anzug ("Doppelangriff") möglich sein.
  5. 5. Schrauben- und Mutternkombinationsgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Herstellung der Gewinde benötigten Bohrer, Senker, Schneidwerkzeuge und dergl. die mit
    A-V-S-Abschnitten bezeichnete Gewindevoreilungskompensationsform erzeugen können.
    70984Ö/0Ö26
DE19762603996 1976-02-03 1976-02-03 Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen Expired DE2603996C2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19767602904 DE7602904U1 (de) 1976-02-03 1976-02-03 Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen
DE19762603996 DE2603996C2 (de) 1976-02-03 1976-02-03 Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen
FR7703531A FR2352203A1 (fr) 1976-02-03 1977-02-02 Boulon pour assemblages fortement serres de type statique, vibrant ou empechant le glissement relatif des pieces assemblees et analogues

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19762603996 DE2603996C2 (de) 1976-02-03 1976-02-03 Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2603996A1 true DE2603996A1 (de) 1977-10-06
DE2603996C2 DE2603996C2 (de) 1984-11-15

Family

ID=5968897

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19762603996 Expired DE2603996C2 (de) 1976-02-03 1976-02-03 Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen
DE19767602904 Expired DE7602904U1 (de) 1976-02-03 1976-02-03 Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19767602904 Expired DE7602904U1 (de) 1976-02-03 1976-02-03 Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE2603996C2 (de)
FR (1) FR2352203A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3708472A1 (de) * 1987-03-16 1988-10-06 Zeller Plastik Koehn Graebner Schraubteil aus kunststoff
DE102011115080A1 (de) * 2011-09-27 2013-03-28 Festo Ag & Co. Kg Schraubenverbindungselement und Schraubwerkzeug zu seiner Betätigung
CN104145125A (zh) * 2012-02-29 2014-11-12 易安迪机车公司 具有定位特征的连杆螺栓
EP2868940A3 (de) * 2013-10-29 2015-06-03 Hamilton Sundstrand Corporation Dübelelement
DE102020116757A1 (de) 2020-06-25 2021-12-30 Audi Aktiengesellschaft Schraubverbindung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005095807A1 (en) * 2004-03-31 2005-10-13 Da-Tor S.P.A. Internally threaded hollow element
DE102005057665B3 (de) * 2005-12-01 2007-08-09 Jörg Hohmann Mutter für hochbelastete Schrauben und Bolzen
DE102010037357B4 (de) 2010-09-06 2014-09-11 Kompressorenbau Bannewitz Gmbh Mechanisches Verbindungselement
CN103894787A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 苏州工业园区协诚精密五金有限公司 螺帽的制备方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1190908A (en) * 1916-02-24 1916-07-11 James Oliver Kafader Cotter-pin.
US1257202A (en) * 1917-05-08 1918-02-19 Walter E Emery Nut-lock.
FR617034A (fr) * 1926-06-03 1927-02-12 Dispositif d'écrou indesserrable
GB357468A (en) * 1931-02-10 1931-09-24 Harry Frederick Atkins Improvements in the heads of screws and bolts
US2005348A (en) * 1932-05-23 1935-06-18 Anthony G M Michell Nut, screw, and like article
GB482272A (en) * 1936-06-24 1938-03-24 Edward Cornelius Peters Improvements in nuts
DE1665897U (de) * 1952-07-14 1953-10-29 Max Liebergeld Schraube mit kantigem kopf.
DE1886745U (de) * 1963-05-11 1964-01-30 Eberhard Duerholt Kopfschraube.
DE1992295U (de) * 1968-08-22 Standard Pressed Steel Co, Jenkmtown, Pa (V St A) Gewindeverbindung
DE1286338B (de) * 1961-11-07 1969-01-02 Shell Int Research Kegelgewindeverbindung
DE7123208U (de) * 1971-06-16 1971-09-02 Weyer H Selbstsicherndes Kopfelement einer Verschraubung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE471805A (de) * 1946-03-22
US2923339A (en) * 1957-11-25 1960-02-02 Harold J Skidmore Lock nut having external projections deformed radially inwardly
GB895237A (en) * 1958-09-18 1962-05-02 Kaynar Mfg Co Self-locking nuts
NL129061C (de) * 1963-07-18
GB1374915A (en) * 1971-03-08 1974-11-20 Hattan M Green W P Formation of nuts

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1992295U (de) * 1968-08-22 Standard Pressed Steel Co, Jenkmtown, Pa (V St A) Gewindeverbindung
US1190908A (en) * 1916-02-24 1916-07-11 James Oliver Kafader Cotter-pin.
US1257202A (en) * 1917-05-08 1918-02-19 Walter E Emery Nut-lock.
FR617034A (fr) * 1926-06-03 1927-02-12 Dispositif d'écrou indesserrable
GB357468A (en) * 1931-02-10 1931-09-24 Harry Frederick Atkins Improvements in the heads of screws and bolts
US2005348A (en) * 1932-05-23 1935-06-18 Anthony G M Michell Nut, screw, and like article
GB482272A (en) * 1936-06-24 1938-03-24 Edward Cornelius Peters Improvements in nuts
DE1665897U (de) * 1952-07-14 1953-10-29 Max Liebergeld Schraube mit kantigem kopf.
DE1286338B (de) * 1961-11-07 1969-01-02 Shell Int Research Kegelgewindeverbindung
DE1886745U (de) * 1963-05-11 1964-01-30 Eberhard Duerholt Kopfschraube.
DE7123208U (de) * 1971-06-16 1971-09-02 Weyer H Selbstsicherndes Kopfelement einer Verschraubung

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CH-Zeitschrift "Technische Rundschau", Nr.44, S.41-45, Bild 13 *
DD-Taschenbuch Maschinenbau B.I/1, S.414/415, VEB Verlag Technik 1975 *
DE-Buch Wiegand/Haas: "Berechnung u.Gestaltung von Schraubenverbindungen, S.10/11 Springer- Verlag 1951 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3708472A1 (de) * 1987-03-16 1988-10-06 Zeller Plastik Koehn Graebner Schraubteil aus kunststoff
DE102011115080A1 (de) * 2011-09-27 2013-03-28 Festo Ag & Co. Kg Schraubenverbindungselement und Schraubwerkzeug zu seiner Betätigung
CN104145125A (zh) * 2012-02-29 2014-11-12 易安迪机车公司 具有定位特征的连杆螺栓
CN104145125B (zh) * 2012-02-29 2016-06-08 易安迪机车公司 具有定位特征的连杆螺栓
EP2868940A3 (de) * 2013-10-29 2015-06-03 Hamilton Sundstrand Corporation Dübelelement
DE102020116757A1 (de) 2020-06-25 2021-12-30 Audi Aktiengesellschaft Schraubverbindung

Also Published As

Publication number Publication date
FR2352203B1 (de) 1983-12-23
FR2352203A1 (fr) 1977-12-16
DE2603996C2 (de) 1984-11-15
DE7602904U1 (de) 1985-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2452825C2 (de) Schraube
DE69937246T2 (de) Verspannschrauben für spanner mit mehreren verspannschrauben
DE69923973T2 (de) Schraubverbindungselement mit einer klemmlast
EP0357700B1 (de) Selbstbohrende und -gewindeschneidende schraube zum eindrehen in gasbeton
DE102006029253B3 (de) Scheibe und damit versehene Schraubenverbindung
DE112011102590T5 (de) Vorrichtung zum Festziehen von mit Gewinden versehenen Befestigungsmitteln
EP3565976B1 (de) Vorrichtung zur drehmomentbegrenzung mit drei stegen
DE2645519C2 (de) Selbsthemmendes Gewinde
DE2603996A1 (de) Schrauben- und mutternkombinationsgarnitur fuer statische schwingende oder gleitfeste hv-verbindungen u.dgl.
DE3411285A1 (de) Wiederverwendbare reibschluessige gewindebolzensicherung einer schraubenverbindung mit gewindebolzen und mutter
EP3033533B1 (de) Betonschraube
EP1235988B1 (de) Schraube zur abstandsbefestigung von abdeckplatten oder schienen an einem unterbau
EP3519706A1 (de) Vorspannelementdruckschraube und vorspannelement mit mehreren solchen vorspannelementdruckschrauben sowie vorspannschraubenkörperelement mit mehreren solchen vorspannelementdruckschrauben
EP0310775B1 (de) Verschlusseinrichtung zum Verbinden plattenförmiger Bauteile
EP2593683B1 (de) Selbstzentrierende schraube
DE102014000894A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Befestigungsanordnung, Befestigungsanordnung und dafür vorgesehene Schraube
DE10162910B4 (de) Klemmspaltmutter
DE3525948C2 (de)
DE102013213514A1 (de) Sicherungsvorrichtung zum Sichern einer Mutter gegen ungewolltes Losdrehen, sowie Lageranordnung einer Welle
EP1034379B1 (de) Schraube zur abstandsbefestigung von abdeckplatten oder schienen an einem unterbau
DE975291C (de) Kegelgewindeverbindung, insbesondere fuer unmittelbar aneinander anzuschliessende Tiefbohrgestaenge und -rohre
DE102010037357B4 (de) Mechanisches Verbindungselement
DE10248229B3 (de) Mutter mit abbrechbarem Werkzeugangriff
DE102017220427B4 (de) Geteiltes Zahnrad und Planetenträger mit geteiltem Zahnrad
DE102009057389A1 (de) Schraube

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee