DE2603996C2

DE2603996C2 - Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen

Info

Publication number: DE2603996C2
Application number: DE19762603996
Authority: DE
Inventors: Helmut Hofmann; geb. Richter Christa 8459 Röckenricht Hofmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-03
Filing date: 1976-02-03
Publication date: 1984-11-15
Also published as: DE2603996A1; FR2352203B1; DE7602904U1; FR2352203A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schrauben-Mutternkombination gemäß Oberbegriff Anspruch 1.

Bei bekannten Schrauben-Mutterngarnituren mit zylindrischen Gewinden tritt der Nachteil auf, daß die Sichel des ersten Gewindeganges der Mutter bei starkem Anziehen gegen eine Anlagefläche den Gegengewindegang des Bolzengewindes anschneidet oder beim Weiterdrehen durchschneidet. Dieser nachteilige Effekt tritt auch bei Gewindeverbindungen auf, bei denen der Durchmesser der Gewindeflanken des Muttergewindes im Bereich der der Anlagefläche zugewandten ersten Gewindegänge zwar vergrößert ist, jedoch noch innerhalb der Gewindeprofiltiefe des Bolzengewindes liegt. Dies ist z. B. bei den Gewindeverbindungen nach SOLT bekannt (vgl. Wiegand/Haas, Berechnung und Gestaltung von Schraubenverbindungen, Springer 1951, Seite 11, Abb. 16).

Die Erfindung schafft dadurch Abhilfe, daß der Gewindeauslauf der Mutter zur Anlagefläche hin außerhalb der Hüllfläche des Bolzengewindes zu liegen kommt, so daß dieses nicht angeschnitten, bzw. beschädigt werden kann (Offer.'.egungsschrift, S. 10, Beschreibung zu Fig. 1).

Auf diese Mutterausbildung ist der Hauptanspruch gerichtet.

Da durch die erfindungsgemäße Mutterausbildung eine Beschädigung des Schraubenbolzens vermieden wird, kann eine höhere Belastung auf die Gewindeverbindung aufgebracht werden. Für Schrauben-Muttern- μ kombinationen hoher Belastung sind bisher nur zylindrische Schrauben, z. B. Dünnschaft-Dehnschrauben bekannt. Demgegenüber haben die erfindungsgemäß vor

geschlagenen 3-Seiten-Polygonschaftschrauben

(Fig.3-5) höhere Standfestigkeit bei Biegung und Verdrehung, sowie höhere Kerbunempfindlichkeit

Bei den erfindungsgemäßen Polygonschaftschrauben ist ein zylindrisches Gewinde aufgebracht Auf diese Schaftausbildung bezieht sich der auf Anspruch 1 rückbezogene Anspruch 2.

Wegen der höheren Belastbarkeit der Schraubenverbindung ist auch ein höheres Anzugsdrehmoment aufzubringen. Die bisher übliche Schlüsselflächen-Ausbildung von Schraubenkopf und Mutter kann bei diesen Belastungen durch das Dreh- bzw. Haltewerkzeug Deformationen erleiden. Dagegen ist das erfindungsgemäß vorgeschlagene selbstzentrierende 3-Seiten Polygonprofil für die Schlüsselflächen von Schraubenkopf und Mutter bei den auftretenden Beanspruchungen besser geeignet und bildet daher den Inhalt des auf den Anspruch 1 oder Anspruch 2 rückbezogenen Anspruch 3.

Zu den Ansprüchen 4 und 5 ist zu vermerken:
Die gleichzeitige Anordnung von inneren und äußeren Schlüsselangriffsflächen an den Schraubenköpfen und die Anwendung eines Werkzeuges, das sowohl innen als auch außen Schlüsselangriffsflächen erfaßt, ist aus der DE-GM 18 86 745 an sich bekannt, jedoch nicht im Zusammenhang mit den gemäß Anspruch 3 ausgebildeten Schlüsselapgriffsflächen.

Wie erfindungsgemäß der zuvor beschriebenen selbstzerstörenden Schraubenfehlfunktion entgegengewirkt 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

Fi g. 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 »Λ = 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, so daß dieser beim Verriegeln der Abschnitte A- Vbzw. A Vnicht angeschnitten bzw. beschädigt werden kann. Beginnend in Richtung »a« mit Gewindeabschnitt Sim oberen elastischen Mutterbereich findet hintereinander der Eingriff aller im Bereich der Bolzengewindeeinhüllung angeordneten Gewindegänge der Abschnitte Λ-Vbzw. Λ V 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 Normalausführung. 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 Normal-

ausführung. 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-PunktkopfaufUige ausgestattet

F i g. 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- und Mutternkombinationsgarnituren mit oder ohne Scherstift Teil 17, eingeschraubt in eine Gewindebohrung nach dem beschriebenen A- V-S-Prinzip (auch für Normalgewindebohrungen möglich).

F i g. 6 zeigt eine hochfest vorgespannte (HV) Schrauben- und Mutternkombinationsgarnitur mit Kugelzentrierauflage. Die Garnitur besteht aus der Kombination Doppelsechskantschraube Teil 12, Mutter Teil 11 nach dem beschriebenen /4-V-S-Prinzip und den keilförmigen Druckausgleichscheiben (Polygonscheiben) Teil 31 für U-Profile mit kugeliger Zentrier-Auflagefläche.

F i g. 7 zeigt für schwingende Beanspruchungen eine (HV) Schrauben- und 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 herkömmliche Schrauben und Muttern mit derartigen Polygontellern mit oder ohne den separaten Flächen versehen werden).

Fig.8 stellt eine Schrauben- und Mutternkombinationsgarnitur mit oder ohne die mit Λ-ß-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- w 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- und Mutterngarnituren notwendige Innenangriff-Polygonschlüssel »aus dem vollen Teil 41« und Außenangriff-Hohlprofilschlüssel Teil 42 zusammengesteckt z. 8. für einen gemeinsamen Anzug einer flachen Polygonschraubenverbindung in einem Gewinde-Sackloch nach dem beschriebenen A- V-5-Prinzip.

Fig. 11 zeigt eine Mutter z. B. Polygoümutter nach dem »Lester-Nut-Mutter-System« für Schrauben- und Mutternkombinationsgarnituren mit herkömmlichem oder Gewinde nach dem beschriebenen A- V-S-Prinzip m> und Polygongewindescheiben Teil 60, die in einem Verhältnis zum Polygon- oder Sechskantprofil des Außenleiles Teil 61 in diese eingepreßt sind.

Fig. 12 zeigt ein Ausführungsbcispiel des beschriebenen A- V-S-Gewindeprofils, wie dieses als HELICOIL- t>'> Grundprofil für den HELICOIL-GewindeeinsatzTcil 70 angewendet werden kann.

Fi g. 13 veranschaulicht die Selbstzentrierungdes Polygonrofiles.

F ig. 14 zeigt eine Polygon-Handschlüsselausführung bei dem ein Doppelprofil (um 180° zueinander versetzt) eingearbeitet ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schrauben-Mutternkombination für hochfest vorgespannte Verbindungen, bestehend aus einer Dehnschraube und einer Mutter, deren der Anlagefläche zugewandten letzten Gewindegänge einen zunehmend größeren Gewindegrunddurchmesser aufweisen als die von der Anlagefläche abgewandten Gewindegänge, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeauslauf zur Anlagefläche hin außerhalb der Hüllfläche des Bolzengewindcs liegt

2. Schrauben-Mutternkombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewin- is debolzen einen 3-Seiten-Polygonschaft aufweist, auf den ein zylindrisches Gewinde aufgebracht ist.

i. Schrauben-Mutternkombination nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlüsselangriffsflächen des Schraubenkopfes und — oder der Mutter auf einem 3-Seiten-Polygon-Profil liegen.

4. Schrauben-Mutternkombination nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Schraubenkopf Innen- und Außenangriffsflächen vorgesehen sind.

5. Steckschlüssel für eine Schrauben- und Mutternkombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Außen- und Innenangriffsflächen für gleichzeitigen Angriff vorgesehen sind.