DE29609863U1

DE29609863U1 - Schraube

Info

Publication number: DE29609863U1
Application number: DE29609863U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1996-06-04
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2006-06-05

Description

Gleiss'&'Sroße

Patentanwaltskanzlei
Stuttgart Berlin Hamburg

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schraube, insbesondere zur Verlagerung von mindestens einem Bauteil gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Stift gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10.

Schrauben der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie sind allgemein einsetzbar und weisen einen Schraubenkopf und einen mit einem Außengewinde versehenen Schraubenschaft auf. Die Schraube kann mit ihrem Schraubenschaft in eine öffnung eines Bauteils, beispielsweise einer Unterlegscheibe, eines Gehäuses oder dergleichen, gesteckt und gegen ein Verlieren gesichert werden. Hierzu wird ein Zusatzteil, beispielsweise ein Sicherungsring oder ein Kontermutternpaar, eingesetzt. Nachteilig ist, daß durch ein Zusatzteil zusätzliche Kosten entstehen. Das sind zum einen die Kosten für die Zusatzteile selber sowie ein erhöhter Montage- und/oder Fertigungsaufwand, beispielsweise bei Verwendung eines Sicherungsrings das Einbringen von Nuten in den Schraubenschaft und die Montage des Sicherungsrings oder beim Einsatz von einem Kontermutternpaar das Aufschrauben und Kontern der Muttern. Zudem ist die Montage der Zusatzteile, je nach Verwendung der Schraube beziehungsweise Form des aufgesteckten Bauteils, oftmals erschwert oder unmöglich.

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4, Juni 1996

Ein weiterer Nachteil derartiger Schrauben ergibt sich durch deren Verwendung zur Verlagerung von Bauteilen. Die an einem Bauteil unverlierbar gehaltene Schraube kann in ein weiteres Teil eingeschraubt sein, wobei entweder dieses oder das die Schraube haltende Bauteil eine axiale Hin- und Herbewegung der Schraube bewirken kann. Dabei wird das die Schraube sichernde Zusatzteil in einer Bewegungsrichtung der Schraube mit einer Axialkraft beaufschlagt. Die an der Schraube auftretenden Axialkräfte können so groß sein, daß bei Verwendung eines Sicherungsrings dieser gegen Herausspringen aus der Nut gesichert werden muß, das wiederum einen zusätzlichen Montage- und Kostenaufwand bedeutet. Dieselben Nachteile ergeben sich bei Verwendung eines Stifts.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Schraube zu schaffen, die die hier angesprochenen Nachteile nicht aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Schraube vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß die Schraube eine Schwachstelle in Form einer Längsbohrung und daß durch eine Stauchung in Längsrichtung sich im Bereich der Schwachstelle ein Wulst an der Schraube bildet, kann die Schraube, auch in schwer zugänglichen Bereichen, auf einfache Weise gegen ein Verlieren gesichert werden. Der durch die Quetschung der Schraube ausgebildete Wulst kann zudem ohne weiteres hohe Axialkräfte aufnehmen. Durch die be-

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reichsweise Schwächung der Schraube ist -in Richtung der Längsachse der Schraube betrachtet- die Lage des Wulstes sehr einfach festlegbar. Der Wulst kann sich sowohl an der Oberfläche der Längsbohrung als auch an der Außenfläche der Schraube bilden. Die Position beziehungsweise die Ausbildung des Wulstes -senkrecht zur Längserstreckung der Schraube gesehen- ist einstellbar.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Schraube, bei dem die Längsbohrung auf der Seite des Schraubenkopfes eingebracht ist und sich vorzugsweise bis in den Schraubenschaft erstreckt. Der Schraubenschaft weist im Vergleich zum Schraubenkopf einen geringeren Durchmesser beziehungsweise eine geringere Querschnittsfläche auf, aufgrund dessen der Wulst beim Stauchen der Schraube am Schraubenschaft aufgeworfen wird. Vorteilhaft ist weiterhin, daß die zur Stauchung beziehungsweise die zur Erzeugung des Wulstes aufzubringende Kraft verhältnismäßig gering und durch die Geometrie und/oder das Material der Schraube auch vorbestimmbar und einstellbar ist.

Bevorzugt wird auch eine Aus führungs form der Schraube, die sich dadurch auszeichnet, daß die Längsbohrung in etwa koaxial zur Drehachse der Schraube verläuft. Dadurch wird gewährleistet, daß die Mittelpunkte von Schraubenkopf, Schraubenschaft und Wulst auch nach der Stauchung der Schraube in etwa fluchten. Außerdem wird das Schraubenmaterial gleichmäßig aufgeworfen, so daß der daraus entstehende Wulst eine regelmäßige Form aufweist.

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Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform der Schraube, bei der die Schraube im Bereich der Längsbohrung mindestens einen verminderte Festigkeitseigenschaften aufweisenden Abschnitt besitzt. Dadurch ist eine exakte Bestimmung der Position, an der sich der Wulst im Bereich der Längsbohrung bilden beziehungsweise aufgeworfein werden soll, möglich. Der Abschnitt wird vorzugsweise durch eine Hinterdrehung der Längsbohruncj erzeugt. Durch das Ausdrehen der Längsbohrung wird die Wandungsdicke der Schraube verringert, wodurch sichergestellt ist, daß der Wulst exakt an dieser Stelle an der der Schraube aufgeworfen wird,, Die Hinterdrehung ist sehr einfach und positionsgenau einbringbar.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Schraube, das sich dadurch auszeichnet, daß die Schwächung des Abschnitts durch mindestens eine an der Außenfläche des Schraubenschaftes angeordnete Ringnut gebildet ist. Durch das Einbringen einer Ringnut ist ebenfalls eine Lagefestlegung des Wulstes in Längsrichtung der Schraube möglich. Die die Geometrie des Wulstes maßgeblich beeinflussende Form- beziehungsweise Konturgebung der Nut sowie deren Tiefe ist frei wählbar.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Stift vorgeschlagen, der die in Anspruch 10 genannten Merkmale aufweist. Das Sichern des Stifts gegen Verlieren ist in einfacher Weise dadurch möglich, daß der Stift eine Schwachstelle in Form einer Längsbohrung aufweist und daß durch eine Stauchung in Längsrichtung sich im Bereich der Schwachstelle ein Wulst an

dem Stift bildet. Die Unverlierbarkeitssicherung des Stifts kann auch in schwer zugänglichen Bereichen in einfacher Weise in einem Stauchvorgang hergestellt beziehungsweise ausgebildet werden. Der Wulst kann an der Außenfläche des Stifts oder im Bereich der Längsbohrung aufgeworfen werden, wobei der Stift in beiden Fällen hohe Axialkräfte aufnehmen beziehungsweise übertragen kann. Die Anordnung des Wulstes -in Längsrichtung des Stifts betrachtet- ist variabel und kann eingestellt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen,,

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schraube vor einem Stauchvorgang und

Figur 2 eine schematische Ansicht der teilweise geschnittenen Schraube; gemäß Figur 1 nach einer Stauchung.

Die im folgenden beschriebene Schraube ist allgemein einsetzbar. Rein beispielhaft wird davon ausgegangen, daß die Schraube zur Verlagerung eines Bauteils dient und mit diesem unverlierbar verbunden ist.

Figur 1 zeigt eine schematische Seitenansicht einer teilweisen geschnittenen Schraube 1, die einen Schraubenkopf 3 und einen Schraubenschaft 5 aufweist, die einstückig miteinander ausgebildet sind. Der Schraubenkopf 3 weist eine Ausnehmung 7 mit mehreren Flächen auf, von denen in dieser Ansicht lediglich die Flächen 9 und 11 erkennbar sind, an denen sich ein Werkzeug oder dergleichen abstützen kann. Der Schraubenschaft 5 weist einen ersten Schaftbereich 6, der unmittelbar an den Schraubenkopf 3 angrenzt, und einen mit einem Außengewinde 10 versehenen zweiten Schaftbereich 8 auf. Anstelle des Außengewindes 10 kann der Schraubenschaft auch mit einer Gewindebohrung versehen sein. Es ist weiterhin möglich, die Schraube gegebenenfalls mit einem Außen- und einem Innengewinde zu versehen. Der Durchmesser der Schaftbereiche 6 und 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Schraube gleich.

In der Schraube 1 ist eine hier als Sackloch ausgebildete Längsbohrung 13 angeordnet, die ausgehend vom Schraubenkopf 3 sich bis in den ersten Schaftbereich 6 des Schraubenschaftes 5 erstreckt. Die Längsbohrung 13 weist vorzugsweise einen kreiszylindrischen Querschnitt auf und verläuft in etwa koaxial zur Längsachse 15 der Schraube 1. Die Querschnittsform der Längsbohrung ist also beliebig wählbar und kann beispielsweise auch oval sein oder Flächen aufweisen. Im Bereich des ersten Schaftbereichs 6 ist hier innerhalb der Längsbohrung 13 ein Abschnitt 17 angeordnet, dessen Durchmesser größer ist als der der Längsbohrung. Der Abschnitt 17 ist

durch eine Hinterdrehung der Längsbohrung in die Wandung des Schraubenschaftes 5 beziehungsweise des Schaftbereichs 6 eingebracht und hier als ein umlaufender Freischnitt 19 auscfebildet. Die Übergangsbereiche des Freischnitts 19 zur Längsbohrung 17 verlaufen regelmäßig, das heißt ohne Ausbildung von scharfen Kanten. Die Formgebung und die Tiefe des Freischnitts 19 ist variabel.

Die Schraube 1 durchgreift mit ihrem Schraubenschaft 5 eine öffnung 21 eines topfförmigen Bauteils 23, wobei die Öffnung 21 lagerartig ausgebildet ist, das heißt sie weist einen Durchmesser auf, der größer ist als der Außendurchmesser des Schraubenschaftes. Der Schraubenschaft 5 ist also drehbar und in Richtung der Längsachse verschieblich in dem Bauteil 2 3 angeordnet.

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht im Schnitt der in Figur 1 gezeigten Schraube 1 nach einem Stauchvorgang. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, so daß insofern auf die Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird.

Die Schraube 1 ist in einem Stauchvorgang in Richtung ihrer Längsachse 15 mit Druckkräften beaufschlagt worden, wodurch sich der Abschnitt 17 im Bereich des Freischnitts 19 in einem ersten Stauchschritt zuerst aufbaucht. Unter dem Begriff Aufbauchen ist in diesem Zusammenhang eine nach außen gerichtete Wölbung der Schraubenschaft-Wandung zu verstehen. Durch eine weitere Stauchung der Schraube 1 bildet sich -wie aus Figur 2 ersieht-

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1 ich- an der Außenfläche des Schaftbereichs 6 ein Wulst 20 aus. Der Wulst 20 weist einen größeren Durchmesser als die öffnung 21 des Bauteils 23 auf, so daß eine Trennung der Schraube vom Bauteil 23 nicht mehr möglich ist. Die Drehbarkeit der durch die öffnung 21 hindurchragenden Schraube 1 ist auch nach dem Stauchvorgang gewährleistet, weil ein Deformierung der Schraube lediglich im Abschnitt 17 erfolgt, der eine geringere Druckfestigkeit als die restlichen Bereiche der Sehraube aufweist. Der Stauchvorgang ist lediglich beispielhaft zur Beschreibung der Wulstbildung in mehrere Schritten erläutert worden. Der Wulst ist selbstverständlich in einem Arbeitsgang fertigbar.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist der Freischnitt 19 in der Längsbohrung 13, durch das Aufbauchen der Schraubenwandung und durch den nachfolgenden Aufwurf des Wulstes an der Außenfläche des Schraubenschafts, verformt. Die Form beziehungsweise Kontur des Freischnitts und des Wulstes nach dem Stauchen wird im wesentlichen davon bestimmt, inwieweit der Abschnitt 17 zusammengedrückt wird und von der Ausgestaltung des Freischnitts selber sowie von den Eigenschaften des Schraubenmaterials.

Die Unverlierbarkeit der Schraube 1 ist also ohne zusätzliche Sicherungsteile, beispielsweise Sicherungsringe, gewährleistet. Der Stauchvorgang zur Erstellung des Wulstes kann automatisch erfolgen, wodurch der Zeitaufwand für die Montage sehr klein ist.

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Ein weiterer Vorteil der durch den Wulst 20 gebildeten Schraubensicherung ist, daß der Wulst 20 in Richtung der Längsachse 15 auf die Schraube wirkende Kräfte aufnehmen kann. Bei einer in Richtung der Längsachse 15 nach links gerichteten Verlagerungsbewegung der Schraube stützt sich der Schraubenkopf 3 mit einer Auflagefläche 25 an dem Bauteil 23 ab. Bei einer entgegengesetzten Verlagerung der Schraube, also nach rechts, stützt sich der Wulst 2 0 im Bereich der Öffnung 21 an dem Bauteil 23 ab, wobei relativ hohe Kräfte aufgenommen werden können, ohne daß eine Beeinträchtigung der Sicherung gegen ein Verlieren der Schraube auftritt. Es ist auch möglich, daß die Schraube mit mehreren Bauteilen beziehungsweise diese mit der Schraube unverlierbar verbunden werden.

Die Schraube 1 kann -wie oben bereits erwähnt- als Bewegungsschraube eingesetzt werden, deren Funktion im folgenden anhand eines Beispiels näher erläutert wird:

Die mit dem Bauteil 23 unverlierbar verbundene Schraube 1 kann beispielsweise mit ihrem an dem zweiten Schaftbereich 8 angeordneten Außengewinde 10 in eine Gewindebohrung oder dergleichen eines weiteren als Verlagerungsteil ausgebildeten Bauteils eingeschraubt werden, das drehfest Und in Richtung der Längsachse 15 der Schraube 1 verschieblich gelagert ist. Das Eiauteil 23 weist in diesem Beispiel eine unverschiebliche, fixe Position auf. Durch eine Drehung de3r Schraube 1 im Uhrzeigersinn wird das Verlagerungsteil beispiels-

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weise nach rechts verlagert, indem sich die Schraube 1 in die Gewindebohrung des Verlagerungsteils schraubt und das Verlagerungsteil quasi nach rechts zieht. Dabei stützt sich der Schraubenkopf an dem feststehenden Bauteil 23 ab. Bei einer Drehbewegung der Schraube entgegen dem Uhrzeigersinn stützt sich Schraube mit dem Wulst an dem Bauteil 23 ab und drückt das Verlagerungsteil nach links. Die dabei in axialer Richtung auf den Wulst wirkenden Kräfte werden von diesem aufgenommen, ohne daß eine Beeinträchtigung seiner ünverlierbarkeitsfunktion auftritt.

Die Mitnehmer funkt ion der Schraube ist auch im umgekehrten Falle gewährleistet. Dies ist dann möglich, wenn das Bauteil 23 in Richtung der Schraubenachse beweglich ausgebildet ist. Eine axiale Bewegung der Schraube bewirkt eine Mitnahme des Bauteils 23, wobei sich das Bauteil in einer Richtung an die Auflagefläche 2 5 des Schraubenkopfes und in der anderen Richtung am Wulst emlehnt.

Es ist auch möglich, die Schraube und das Bauteil 23 drehfest mittels eines Wulstes zu verbinden. Dazu wird der durch eine Stauchung erzeugte Wulst so positioniert, daß das Bauteil 23 zwischen Wulst und Schraubenkopf eingeklemmt und gehalten wird. Weiterhin kann die Wulst im Bereich der öffnung 21 des Bauteils 23 ausgebildet werden, so daß eine gegen eine Verdrehung der Schraube und des Bauteils gesicherte Verbindung entsteht. Der Wulst drückt also in radialer Richtung gegen die Wandung der öffnung, wodurch eine Verdrehung der Teile gegen-

einander verhindert ist und ein Drehmoment übertragen werden kann.

Ferner ist möglich, daß in der Öffnung 21 des Bauteils 23 eine Ausnehmung angeordnet ist, in die der Wulst während des Stauchvorgangs gedrückt wird, wodurch der Wulst beziehungsweise die Schraube Axialkräfte in beiden Richtungen aufnehmen kann. Der Wulst kann am Schraubenkopf oder -schaft angeordnet sein.

Die Ausgestaltung der Schraube und ihre Verwendung ist beliebig. Wichtig ist lediglich, daß ohne ein zusätzliches Sicherungselement ein Bauteil unverlierbar an der Schraube gehalten ist, indem die Schraube in Längsrichtung gestaucht wird und sich ein Wulst ausbildet, der auch hohe Axialkräfte aufnehmen kann.

Die Schraube kann auch im Bereich der Längsbohrung an ihrer Außenfläche eine oder mehrere Ringnuten aufweisen, wodurch die axiale Position der Wulst exakt vorherbestimmbar und deren Geometrie beeinflußbar ist. Die Ausgestaltuncj der Ringnut, das heißt deren Form und Tiefe kann varriert werden.

In einer anderen Ausführungsform der Schraube 1 kann diese mehrere zueinander beabstandete Abschnitte 17 aufweisen, wodurch eine einfache und exakte axiale Lagefixierung von mehreren Bauteilen mittels einer Schraube möglich ist.

Die vorstehend genannten Vorteile einer Schwachstelle in Form einer Längsbohrung ergeben sich auch bei einem Stift. In diesem Zusammenhang sollen unter dem Begriff Stift auch Bolzen, Nieten und sonstige Verbindungselemente verstanden werden, die einen stiftähnlichen Grundkörper besitzen.

Der Stift weist einen zylindrischen Grundkörper mit vorzugsweise kreisförmigem Querschnitt auf. Es ist auch möglich, den Stift mit einem beispielsweise ovalen oder mehrere Flächen aufweisenden Querschnitt zu versehen. Die Anordnung und Ausbildung der Längsbohrung kann der in einer Schraube angeordneten Längsbohrung entsprechen. Hierzu wird auf die vorstehende Beschreibung zu der erfindungsgemäßen Schraube verwiesen.

Weiterhin kann der Stift beziehungsweise der Grundkörper mit einem Kopf versehen sein, der entweder bei der Herstellung des Stifts einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet oder während der Längsstauchung des Stiftes zur Ausbildung des Wulstes von einem Werkzeug aus dem Grundkörper geformt wird. Es ist auch möglich, an beiden Enden des Stifts einen Kopf auszuformen.

Der Stift wird zur Erzeugung des Wulstes in Längsrichtung so gestaucht, daß sich je nach Ausbildung der Längsbohrung ein Wulst oder mehrere Wulste bilden, mittels denen mindestens ein Bauteil mit dem Stift unverlierbar verbunden ist. Die Unverlierbarkeitssicherung und die Aufnahme beziehungsweise die Übertragung axialer Kräfte ist also ein-

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fach herstellbar, unabhängig von der Ausgestaltung des als Schraube, Stift, Bolzen, Niet oder dergleichen ausgebildeten Teils.

Die Verwendung des Stifts soll anhand eines Ausführungsbeispiels verdeutlicht werden:

Der Stift wird durch eine Öffnung des Bauteils gesteckt, wobei das eingesteckte Ende des Stifts gegen eine als Widerlager dienende Gegenfläche tritt, die an dem Bauteil angeordnet und beispielsweise der Grund eines Sacklochs sein kann. Der Stift wird mittels eines Werkzeugs gegen die Gegenfläche getrieben, wodurch sich zumindest ein Wulst ausbildet und den Stift mit dem Bauteil verbindet. Die Unverlierbarkeit des Stiftes ist somit sehr einfach herstellbar. In Abhängigkeit der Anordnung und Form des Wulstes und/oder der Ausgestaltung des Bauteils kann der Stift drehfest oder drehbar mit dem Bauteil verbunden sein.

Der Stift, der sich von einer Schraube im wesentlichen lediglich dadurch unterscheidet, daß er kein Gewinde aufweist, kann in einfacher Weise mit einem Bauteil verbunden beziehungsweise an diesem gesichert werden, wobei die Kosten für die Herstellung der Unverlierbarkeitssicherung unter anderem durch die Möglichkeit eines automatisierten Stauchvorgangs vergleichsweise gering gegenüber herkömmlichen Sicherungen sind.,

Claims

j &Ggr;":·! '&Ggr;&igr;· '"S &Ggr;: Gleiss'St Große Patentanwaltskanzlei Stuttgart Berlin Hamburg Schutzansprüche

1. Schraube, insbesondere zur Verlagerung von mindestens einem Bauteil, mit einem Schraubenkopf und einem ein Gewinde aufweisenden Schraubenschaft, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (1) eine Schwachstelle in Form einer Längsbohrung (13) aufweist und daß durch eine Stauchung in Längsrichtung sich im Bereich der Schwachstelle ein Wulst (20) an der Schraube (1) bildet.

2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (20) sich an der Außenfläche der Schraube (1) bildet.

3. Schraube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (13) auf der Seite des Schraubenkopfes (3) eingebracht ist.

4. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (13) sich zumindest bis in den Schraubenschaft (5) erstreckt.

5. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsbohrung (13) in etwa koaxial zur Drehachse der Schraube (1) verläuft.

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6. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube (1) im Bereich der Längsbohrung (13) mindestens einen verminderte Festigkeitseigenschaften aufweisenden Abschnitt (17) besitzt.

7. Schraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (17) durch eine Hinterdrehung (Freischnitt (19)) der Längsbohrung (13) gebildet ist.

8. Schraube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (17) am Schraubenschaft (5) angeordnet ist.

9. Schraube nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (17) durch mindestens eine an der Außenfläche des Schraubenschaftes (5) angeordnete Ringnut gebildet ist.

10. Stift, insbesondere zur Verlagerung von mindestens einem Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift eine Schwachstelle in Form einer Längsbohrung aufweist und daß durch eine Stauchung in Längsrichtung sich im Bereich der Schwachstelle ein Wulst an dem Stift bildet.