DE3005825A1

DE3005825A1 - Schraubverbindung fuer bauteile aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE3005825A1
Application number: DE19803005825
Authority: DE
Inventors: Rüdiger EIERMANN; Johann 7928 Giengen Wilhelmstätter
Original assignee: Bosch Siemens Hausgerate GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 1980-02-16
Filing date: 1980-02-16
Publication date: 1981-09-03
Also published as: DE3005825C2

Description

Schraubverbindung für Bauteile aus thermoplastischem
Kunststoff Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung für Bauteile aus thermoplastischem Kunststoff, mit einer Schraube. deren Gewindeschaft in ein Kunststoffteil eingeschraubt ist, während ihr Kopf schaftseitig einen überstehenden, am anderen Bauteil angreifenden Bund hat.
Thermoplastische Kunststoffe fließen bereits bei Raumtemperatur, beispielsweise bei Beanspruchungen, wie sie bei Schraubverbindungen auftreten. Das Fließen dieser Kunststoffe wird noch verstärkt, wenn diese Beanspruchungen bei erhöhten Temperaturen stattfinden. Außerdem ist bei einer Schraube aus Stahl und einem thermoplastischen Kunststoffteil eine Werkstoffpaarung gegeben die einen sehr geringen Reibungskoeffizienten hat. Es hat sich daher bei einer Schraubverbindung der obengenannten Art, bei der der Kunststoffteil aus Polypropylen einer Temperatur von etwa 70° Celsius ausgesetzt ist und die handelsübliche Schraube aus nichtrostendem Edelstahl (5 mm Schaftdurchmesser, 2,2 mm Steigung) besteht, gezeigt, daß sich die Schraube aus dem Kunststoffteil herauszudrehen vermag.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfach ausgestaltete Sicherung gegen Lösen der Schraube zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Bund der Schraube unrund ausgebildet ist und umfangsseitig an wenigstens einem angepaßten Abschnitt des Bauteils angreift, dessen Angriffsfläche mit einem Abstand zur Schraubenachse herangeführt ist, der wenigstens annähernd dem kleinsten Radius des Bundes entspricht. Hierdurch wird zwischen dem Schraubenbund und dem Bauteil ein Formschluß geschaffen, zu dessen Überwindung das am Gewindeschaft angreifende, das Herausdrehen der Schraube verursachende Drehmoment nicht ausreicht.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung eine Schraubverbindung für Bauteile aus thermoplastischem Kunststoff mit unterschiedlich gestalteten Schrauben dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch die Schraubverbindung.
Fig. 2 eine Draufsicht auf den ellipsenförmigen Bund am Kopf einer ersten Schraube, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Abschnitt des zur Aufnahme des Schraubenbundes vorbereiteten Bauteils und Fig. 4 ebenfalls eine Draufsicht auf den viereckigen Bund mit abgerundeten Ecken einer zweiten Schraube.
Eine in Fig. 1 mit 10 bezeichnete Schraubverbindung weist eine Schraube 11 aus Stahl auf, deren Gewindeschaft 12 einerseits in ein Bauteil 13 aus Kunststoff eingeschraubt ist.
Andererseits durchdringt der Schraubenschaft 12 in einem Durchgangsloch 14 ein zweites Bauteil 15, welches zur Aufnahme des Schraubenkopfs 16 einen hülsenförmigen Abschnitt 17 hat, dessen im Querschnitt parallel zur Schraubenachse 18 verlaufende Wand 19 in der Draufsicht ellipsenförmig um das Durchgangsloch angeordnet ist (Fig. 3). Zwischen der Auflagefläche 20 für den Schraubenkopf 16 und der Wand 19 des hülsenförmigen Abschnitts 17 ist eine umlaufende Nut 21 vorgesehen, um die Elastizität der Wand bei einer Beanspruchung senkrecht zur Schraubenachse 18 durch den Schraubenkopf 16 zu erhöhen. Eine derartige Beanspruchung tritt auf, wenn beim Eindrehen der Schraube 11 in den Kunststoffteil 13 der sechskantförmig ausgebildete Schraubenkopf 16 mit seinem schaftseitig angeformten, radial überstehenden Bund 22 in den ellipsenförmigen Abschnitt 17 des Bauteils 15 eintritt. Der Bund 22 der Schraube 11 ist nämlich unrund ausgebildet und weist wenigstens einen Abschnitt 23 auf, dessen radiale Ausdehnung R größer ist als die kleine Halbachse x des ellipsenförmigen Abschnitts 17 am Bauteil 15.
So hat in Fig. 2 beim ersten Ausführungsbeispiel einer derartigen Schraube 11 der Bund 22 Ellipsenform mit zwei Abschnitten 23 vergrößerter radialer Ausdehnung R, wobei die kleinen Halbachsen r des Bundes und x des ellipsenförmigen Bauteilabschnitts 17 etwa gleichgroß sind, während die großen Halbachsen R des Bundes einerseits größer sind als die kleinen Halbachsen x und andererseits kleiner sind als die großen Halbachsen Y des Bauteilabschnitts.
Beim Eindrehen der Schraube 11 greift somit der Bund 22 mit seinen Abschnitten 23 bei jeder halben Umdrehung im Bereich der kleinen Halbachsen x an Angriffsflächen 24 der Wand le des ellipsenförmigen Bauteilabschnitts 17 an und weitet diesen unter Aufbringen eines erhöhten Einschraub-Drehmoments auf. Beim Weiterdrehen des Bundes 22 um 900 geht der Bauteilabschnitt 17 jedoch wieder elastisch in seine Ausgangsform zurück. Das beim Eindrehen der Schraube 11 zweimal bei jeder Umdrehung zusätzlich aufzubringende Drehmoment zum Überwinden des Formschlusses zwischen dem Bund 22 und dem ellipsenförmigen Bauteilabschnitt 17 verhindert weitgehend ein Selbstlösen der Schraube aufgrund Fließerscheinungen des Kunststoffs oder deren Herausdrehen aus dem Kunststoffteil 13 aufgrund zu geringer Haftreibung.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel einer Schraube 11I hat der Bund 22 Viereckform mit abgerundeten Ecken, so daß sich vier um 90° versetzte Abschnitte 23 vergrößerter radialer Ausdehnung R sowie dazwischenliegende Bereiche mit einem Halbmesser r ergeben. Auch hierbei sind die maßlichen Verhältnisse zwischen dem Bund 22'und dem ellipsenförmigen Bauteilabschnitt 17 die gleichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel, jedoch ist das zusätzliche Drehmoment zum Uberwinden des Formschlusses zwischen dem Bund und dem Bauteilabschnitt während jeder Umdrehung viermal aufzubringen. Ein Zurückdrehen der Schraube 11' ist hiermit noch stärker gegenüber derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels begrenzt.
3 Ansprüche 4 Figuren Leerseite

Claims

Ansprüche Schraubverbindung für Bauteile aus thermoplastischem Kunststoff, mit einer Schraube, deren Gewindeschaft in ein Kunststoffteil eingeschraubt ist, während ihr Kopf schaftseitig einen überstehenden, am anderen Bauteil angreifenden Bund hat, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Bund (22) der Schraube (11) unrund ausgebildet ist und umfangsseitig an wenigstens einem angepaßten Abschnitt (17) des Bauteils (15) angreift, dessen Angriffsfläche (24) mit einem Abstand (x) zur Schraubenachse (18) herangeführt ist, der wenigstens annähernd dem kleinsten Radius (r) des Bundes (22) entspricht.
2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n.z e i c h n e t , daß der Bund (22) der Schraube (11) Ellipsenform hat (Fig. 2).
3. Schraubverbindung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Bund (22') der Schraube (11') Vieleckform mit gerundeten Ecken hat (Fig. 4).