DE2943918C2 - Schraubverbindung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs I.

Eine derartige Schraubverbindung besteht üblicherweise aus über die gesamte Gewinde länge verlaufenden Gewindegängen, die in entsprechend ausgebildete und über die gleiche Länge verlaufende Gewindenuten eingreifen können. Der gegen einen Anschlag festzuziehende Teil wird durch eine Drehbewegung, welche durch den Steigungswinkel des Gewindes durch eine Vorschubbewegung in Richtung der Gewindeachse überlagert wird, angezogen. Die Drehbewegung hai dabei vom ersten Anbeißen des Gewindes bis zum festen Sitz des festzuziehenden Teils zu erfolgen. Insbesondere bei großdurchmeßrigen Gewinden ist das Einschrauben bzw. Lösen eine mühselige Arbeit, da mit zunehmendem Eingriff zwischen den Gewinden auch das aufzubringende Eindreh-Drehmomcnt ansteigt. Andererseits ergibt sich natürlich der Vorteil, daß die Anzugskraft bzw. die zwischen den verschraubten Teilen einwirkende Kraft auf die große Tragfläche aller miteinander in Berührung stehenden Gewindeflächen übertragen wird.

Für verschiedene Anwendungsbereiche, insbesondere bei Rohr- und Schachteinlässen im Kanalbau, bei Bodenablaufkästen und Sammelbehältern, ist es zwar erwünscht, bei einem eingeschraubten Verschiußdeckel oder einem Drahtflansch eine weitgehende Verteilung der Anzugskraft oder aufgebrachter, anderer Kräfte zu erreichen und auch eine hohe Anpreßkrafl des eingeschraubten Teils an seinem Anschlag zu erzielen, jedoch haben sich dabei Gewindeverbindungen der üblichen Art als unzweckmäßig erwiesen, da das Ein- und Ausschrauben zu mühselig ist und da insbesondere nach längerem Gebrauch zwischen den Gewindegängen Ablagerungen liegen, die das Herausschrauben und Wiedereinschrauben erheblich behindern. Min bereits länger in Betrieb gewesener Verschlußdeckel kann bei solchen Einrichtungen in der Regel nur um einen geringen Drehwinkel verdreht werden, ehe die Gewindegänge sich aneinander festsetzen. Man bedient sich deshalb bei solchen Einrichtungen sogenannter Bajonettverschlüsse, bei denen der einzuschraubende Teil zunächst in einer geradlinigen Bewegung eingesteckt und dann durch eine kurze Drehbewegung festgezogen wird. In dem Bajonettverschluß besteht eine formschlüssige Verbindung zwischen z. B. zwei über den tJmfang des einzuschraubenden Teils verteilten Zapfen, die in Führungsnuten eingreifen, welche gegen Ende eine schräge Auflauffläche aufweisen, durch welche der Deckel gegen den Anschlag angepreßt wird. Abgesehen davon, daß exakt wirksame und tragfähige Bajonettverschlüsse teuer und kompliziert in der Herstellung sind, ist bei ihnen der Nachteil gegeben, daß infolge der kleinen tragenden Flächenbereiche dort die spezifische Flächenbelastung besonders groß ist und daß die möglichen Anzugskräfte zum Anpressen des eingeschraubten Teils bzw. die Lastaufnahme des eingeschraubten Teils begrenzt ist. Bei einem Bajonettverschluß, wo an dem einzuschraubenden Teil drei um den Umfang verteilte Zapfen in drei entsprechend geformte Nuten eingreifen, liegen nur drei nahezu punktförmige Flächen vor, mit denen sämtliche Kräfte übertragen werden müssen. Unter dem Einfluß von die Reibung verändernden Verschmutzungen läßt sich auch die erforderliche Anzugskraft für den einzuschraubenden Teil nicht mehr eindeutig kontrollieren, da das aufgebrachte Anzugsdrehmoment durch die entgegenstehende Hemmung des Bajonettverschlusses häufig schon aufgezehrt wird, ehe der einzuschraubende Teil ausreichend fest gegen den Anschlag gezogen ist.

Bajonettverschlüsse neigen darüber hinaus zum Ausleiern bei häufiger Benutzung und bei stärkeren Belastungen.

Es ist ein Schraubverschluß mit einem Teilsegment-Gewinde an der Schraube bekannt (FR-PS 8 60 189), bei dem aber die letzten Gewindegä.'fe sich über 360° erstrecken. Dieses zum Teil segmentierte Gewinde gibt die Möglichkeit, die Schraube über den segmentierten Bereich in den Schraubteil, der auch segmentiert ist, einzustecken, woraufhin der letzte Teil mit den durchgehenden Gewindegängen eingeschraubt wird. Dieses Schrauben über mindestens einen ganzen Gewindegang hat aber den Nachteil, daß im festgezogenen Zustand die Schraube nicht oder nur geringfügig mit seinem Segmentgewinde im Eingriff steht und somit nur die Teilbereiche der durchgehenden Gewindegänge den wirklichen Halt und die Tragkraft geben, wodurch eine sehr hohe und teilweise unbrauchbare Flächenpressung gegeben ist.

Ferner ist eine Art Bajonettverschluß als Schraubkappenverschluß (DE-AS 22 21 469) bekannt, bei dem ein durchgehender Gewindegang an einem Teil und Nocken am anderen Teil zusammenarbeiten. Dieser einzelne Gewindegang hat unterschiedliche Steigung und der Schraubdeckel muß beim Einschrauben

μ angedrückt und beim Herausschrauben angezogen werden. Im festgelegten Zustand greift nur ein Gewindegang mit drei oder vier Nocken des Gegenteils zusammen, d. h. die Verbindung besieht nur aus Teilbereichen auf einem Gewindegang, über die die gesamte Haltekraft zu erfolgen hat. Die spezifische Flächenbelastung ist dabei besonders groß und läßt keine große Tragkraft zu. Zum besseren Einfädeln ist allerdings der einzelne Gewindegang am Anfang

einseitig angeschrägt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubverbindung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß trotz des vereinfachten Einschraubvorganges noch ein festes Anziehen des einzuschraubenden Teils und eine große Belastung des eingeschraubten Teils ermöglicht wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Schraubverbindung gelöst, bei der die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale verwirklicht sind.

Zum Herstellen der Schraubverbindung wird der einzusehraubende Teil über fast die gesamte Länge des Gewindebereichs in den aufzunehmenden Teil geradlinig eingeschoben, wobei zuvor die die Gewindegangabschnitte tragenden Streifen auf die gewindefreien Bereiche ausgerichtet werden. Sobald der eingeschobene Teil lose am Anschlag anliegt, muß erst die Drehbewegung ausgeführt werden, jedoch nur mehr über einen geringen Drehwinkel. Dabei treten die kurzer gewählten Gewindeabschnitte in ihrer vollen Länge mit den entsprechenden Gegenflächen in Verbindung, und auf diese Weise läßt sich ;ine hohe Anzugskraft und gleichzeitig eine gute Tragfähigkeit des eingeschraubten Teils erreichen. Dies vor allem, weil eine Vielzahl von ineinandergreifenden Gewindegangabschnitten und eine große Übertragungsfläche vorliegen. Mit dieser aus mehreren Gewindegängen bestehenden Schraubverbindung können wesentlich höhere Anzugskräfte und Belastungen aufgebracht bzw. aufgenommen werden als mit herkömmlichen Bajonettverbindungen, wobei die Schraubverbindung nahezu die gleichen Eigenschaften aufweist wie eine herkömmliche Gewindeverbindung mit kontinuierlichen Gewindegängen und Gewindenuten. Außerdem ist durch das unterschiedliche Verhältnis der Gewindestreifen gewährleistet, daß die gesamte Länge des schmaleren Streifens auf dem breiten Gewindestreifen zum Tragen kommt. Auch das Lösen der Schraubverbindung ist besonders einfach, da es genügt, den zu lösenden Teil nur um einen kleinen Drehwinkel zu verdrehen, bis die Bereiche wieder mit den Steifen ausgerichtet sind, so daß der Teil dann durch eine geradlinige Bewegung weggezogen werden kann. Die Herstellung ist einfach, da entweder übliche Gewinde geschnitten oder geformt werden, von denen dann auf spanabhebendem Weg die gewindefreien Bereiche entfernt wtrden, oder da die Gewindegangabschnitte tragenden Steifen ohne weiteres durch entsprechende Formkerne gebildet werden können, die wiederum ausgehend von einem übiich hergestellten Gewinde angefertigt werden können.

Da der Hubweg, den der Verschlußdeckel vom losen Anliegen &n der Anschlagfläche bis zum Festziehen zurücklegen muß, bekannt ist, kann der Steigungswinkel und der Überdeckungsgrad zwischen den Gewindegangabschnitten einfach auf diesen Hubweg abgestimmt werden, so daß zum einen die erwünschte Anzugskraft und zum anderen eine großflächige Übertragungsfläche für die Reaktionskraft bzw. die bei der Belastung des Verschlußdeckels auftretende Kraft geschaffen wird.

Eine weitere Alisführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Diese Abschrägungen verbessern das sofortige Ergreifen der Gewindegangabschnitte beim Beginn der Drehbewegung, ohne daß ein Druck von außen auf das f>'> Teil ausgeübt werden muß. (is ist wichtig, daß das Gewinde beim »Fassen« unverletzt bleibt, wozu die Abschrägungen am Gev. hdebcginn beitrügen. Darüber hinaus hat man eine Markierung am Rande an den zu verschraubenden Teilen vorgesehen, von der man von außen sofort erkennen kann, ob die Schraubverbindung gelöst oder in gewünschtem Maße angezogen ist. Durch diese Markierung und auch durch die Abstimmung der Streifen vom Innen- und Außengewinde wird verhindert, daß durch Anwendung von Gewalt der Verschlußdeckel über die Stellung mit dem größten Überdekkungsgrad hinaus angezogen wird.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen in einen Schachteinlaß eingeschraubten Verschlußdeckel, wobei in der rechten Hälfte von Fig. 1 der Verschlußdeckel aus Gründen der besseren Verständlichkeit weggelassen ist und

Fig. 2 einen Horizontalschnitt in einer Ebene U-Il von Fig. 1, wobei in der linken Hälfte von Fig.2 der Verschlußdeckel in Lösestellung und in der rechten Hälfte von Fig.2 in der anpc.ogenen Stellung dargestellt ist.

Gemäß den F i g. 1 und 2 ist zwischen einen Schacht-, Rohr- oder Steigrohreinlaß 1 und einem Verschlußdekkel 2 eine Schraubverbindung herzustellen, da.nit mit dem Verschlußdeckel 2 ein mit 3 bezeichneter Rohröurchgang dicht verschlossen werden kann. Der Einlaß 1 besitzt eine erste Abstufung 4 sowie eine Anlagefläche 5 im Eingangsbereich. Der Verschlußdekkel 2 besitzt einen im Außendurchinesser vergrößerten Randflansch 6, der mit seiner Unterseile unter Zwischenlage einer Ringdichtung 16 gegen die Anschlagsfläche 5 des Einlasses 5 angezogen werden muß. Der Innendurchmesser des Verschlußdeckels ist mit 7 bezeichnet. Die Ringdichtung kann auch von einem O-Ring 16a gebildet sein, der zur Lagesicherung in eine Sicke 5a in der Anschlagfläche 5 oder eine andere Sicke Aa in der ersten Abstufung 4 eingelegt ist.

Im Erstreckungsbereich zwischen der Schulterfläche 4 und der Anschlagfläche 5 ist der Einlaß t zylindrisch ausgebildet und mi· Streifen 8 eines Trapezgewindes versehen, dessen Gewindegangabschnitte Sa jeweils einen Teilbereich des Innenumfangs des Einlasses 1 übergreifen. Wie Fig. 2 zeigt, sind über d'sn Innenumfang des Einlasses 1 insgesamt 6 Streifen 8 mit Gewindegangabschnitten 8a verteilt, zwischen denen sich gewindefreie Bereiche 9 befinden. Sowohl die Streifen 8 als auch die gewindefreien Bereiche 9 erstrecken sich in Längsrichtung der Gewindeachse. Der Verschlußdeckel 2 ist zwischen der Unterseite des Randflansches 6 und seinem inneren Ende außenseitig mit einem Außengewinde versehen, das jedoch wiederum nur von Streifen 10 mit Gewindegangabschnitten 10a gebildet wird, zwischen denen gewindei'reie Bereiche liegen. Die Streifen 8, 10 und die gewindefreien Bereiche 9, 11 korrespondieren miteinander, wobei die Bereiche 9 und 11 eine Breite B besitzen, die größer ist, als die Breite b der Streifen 8,10.

Da sowohl im Einlauf 1 als auch am Verschlußdeckel ? die Streifen 8, 10 jnd die gewindefreien Bereiche 9 und 11 gleichmäßig um den Umfang verteilt und zueinander korrespondierend ausgebildet sind, läßt sich der Verschlußdeckel 2 dann in Richtung eines Pfeiles 12 in den Einlaß 1 einschieben, wenn — wie in der linken Hälfte von Fig. 2 angedeutet — eine Drehslellung vorliegt, in der die Streifen 8, 10 auf die Bereiche 9, 11 ausgerichtet sind. Der Verschlußdeckel 2 wird dann so hinge eingeschoben, bis sein Randflansch 6 lose auf der

Dichtung 16 aufliegt. Dann erfolgt eine Drehbewegung in Richtung des Pfeiles 13, durch welche die Gewindcgangabschnitie 8;i und 10a ineinander greifen und den Verschlußdeckel 2 gegen die Anschlagflache 5 anziehen, bis eine vorbeMimmte Anzugskraft vorliegt, danach ergibt sich die in der rechten Hälfte von Fig. 2 angedeutete Stellung, in der sich die Streifen 8 und IO nahezu völlig überdecken und die Bereiche 9 und 11 einander gegenüber liegen.

Damit beim Einschrauben bzw. Lösen des Verschlußdeckels von außen erkennbar ist. wie die Gewindegangabschnittc 8;) und 10.1 zueinander stehen, isi im oberen Randbereich des Einlasses I eine Aussparung 14 ausgebildet, in welche ein Vorsprung 15 des Randflansches 6 eingreift, der zum einen anzeigt, wie der VerschluUdeckel eingeschoben werden muß. und gleichzeitig den Drehweg begrenzt, bis zu dem der Ycrschhißdeckel 2 angezogen werden kann.

Die (iewindegangabschnitte IO;i und 8;) können in ihren in Anzugsrichtung vorderen bzw. hinteren Abschnitten angeschrägt werden, wie dies bei 17 ,ingedeutet ist. Auf diese Weise wird ein sicheres ■> Anbeißen« der Ciewindegangabschnitte zu licginn der Drehbewegung erzielt. Gleichzeitig ist es günstig, wie in (Ί g. 2 gezeigt ist. daß die Streifen 8. 10 ivw. deren dewindcgangabschnitte 8;i und 10,/ am Anfang und am Ende abgerundet oder abgeschrägt sind (Bezug 18). Damit wird auch vermieden, daß beim F.mschieben des Verschlußdeckels sich die anderenfalls scharfkantigen Ecken am Beginn und am Ende der Gewindegangabschnitte gegeneinander verhaken können.

In der beschriebenen Ausführungsform wurde ein Trape/.gewinde gewählt, weil dies für sanitärtechnische Zwecke besonders günstig ist. Selbstverständlich kann die Gewindeform entsprechend abgeändert werden. Ferner lassen sich mit dieser Schraubverbindung auch andere Teile als die beschriebenen miteinander sicher

to verbinden, auch die Anbringung von Flanschen, die als Tragelemente für andere Einsatzteile dienen, läßt sich durch eine derartige Schraubverbindung besonders einfach und tragfähig verwirklichen. Die Anzahl der Streifen 8, 10 und der dazwischenliegenden gewinde-

ii freien Bereiche 9 und 11 ist ebenfalls variabel und wird auf den jeweiligen Anwendungsfall abgestimmt.

Es ist auch nicht erforderlich, daß die Streifen des Innengewindes in der Breite mit den Streifen des Außengewindes übereinstimmen. In der Praxis wird vielmehr die Breite der Streifen bzw. die Lange der Gewindegangabschnitte am einzuschraubenden Teil deutlich gemacht, als die Streifen bzw. die Länge der Gewindegangabschnitte des Innengewindeteils, da dann ein längerer Drehweg zum Anziehen vorhanden ist und der Steigungswinkel des Gewindes optimal klein gehalten werden kann, wodurch sich eine hohe Anzugskraft ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schraubverschluß zwischen einem Außen- und einem Innengewindeteil, wobei einer der Teile gegen einen Anschlag angezogen wird, mit in — in Umfangsrichtung gesehen — in gewindefreie und Gewindegangabschnitte tragende Bereiche unterteilten Gewinden an den beiden Teilen, die bei Ausrichtung der gewindegangtragenden Streifenbereiche auf die gewindefreien Streifenbereiche geradlinig ineinander schiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die von Außengewindegang-Abschnitten (Sa) gebildeten Streifen (8) am einzuschraubenden Teil (2) zwischen 20 und 70% breiter sind als die von Innengewindegang-Abschnitten (10a) gebildeten Streifen (10) des anderen Teils (1), so daß nach einer Drehung in der Größenordnung der Streifenbreite der Innengewindeabschnitte die vorbestimmte maximale Anpreßkraft des Deckelrandflansches (6) gegeben ist.

2. Schraubverbindung nach Anspruch !. dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindegangabschnitte (8a, iOa) der Streifen (8, 10) des Innengewindes oder/und des Außengewindes in beim Anziehen vorderen Bereichen — in radialer Richtung gesehen — zumindest einseitig eine Abschrägung (17) aufweisen.