DE3135692A1

DE3135692A1 - Befestigeranordnung mit kunststoffkopf

Info

Publication number: DE3135692A1
Application number: DE19813135692
Authority: DE
Inventors: John Ernest 60210 Elgin Ill. Bettini; John F. 60451 New Lenox Ill. Nelson
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1980-10-20
Filing date: 1981-09-09
Publication date: 1982-05-19
Also published as: US4373842A; ES260850U; AR227442A1; CA1153591A; SE8106105L; BR8105764A; JPS57103924A; GB2093141A; ES260850Y; FR2492480A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Befestiger mit einem mit ihm zusammengebauten Kunststoffkopf. Insbesondere ist die Erfindung gerichtet auf eine verbesserte Befestigeranordnung mit einem Kunststoffkopf, die in der Lage ist, de.m hohen Drehmoment in Verbindung mit den selbstbohrenden und selbst Gewinde schneidenden Bef^igern standzuhalten. Der Kunststoffkopf überlagert und schützt den darunter befindlichen Metallkopf gegenüber Korrosion, hat im allgemeinen eine Farbe, die mit der daran zu befestigenden Platte abgestimmt ist, und ist so ausgelegt, daß die Kräfte des Umlaufdrehmoments durch den Kunststoff auf die Metalloberflächen übertragen werden, wie in dem gemeinsam überschriebenen US-Patent 4 041 834 gelehrt. Die US-Anmeldung Ser. No. 81 496 vom"12. Oktober 1979, die bereits zürn Patent geführt hat und auch gemeinsam mit dieser überschrieben ist, richtet sich auf eine verbesserte Befestigeranordnung mit Kunststoffkopf, was eine Beziehung zu der Erfindung der vorliegenden Anmeldung herstellt, obwohl sie sich deutlich von dieser unterscheidet.

Bei der Befestigeranordnung des oben erwähnten Patents trat eine Schwierigkeit auf, wenn die Anordnung benutzt wurde zum Bohren und/oder Gewindeschneiden in einer ersten relativ dünnen Platte, gefolgt von einem zweiten, ver-

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gleichsweise dicken Körper. Das Gewindeschneiden in der dünnen Platte ist manchmal vollendet vor der Vollendung des Gewindeschneidens in dem dickeren Körper= Demzufolge "erklettert" die dünne Platte die Gewinde des Befestigers und. kommt mit dem Kunststoffkopf in Eingriff» Die Berührung zwischen dem Kunststoff und dem Metall führt über langausgedehnte Zeitspannen während hoher Drehgeschwindigkeiten zur Erzeugung von großen Wärmemengen infolge von Reibung. Die Wärme reicht manchmal aus« um eine Beschädigung an dem Kunststoffkopf infolge Schmelzens zu verursachen. Demzufolge kann die Befestigeranordnung nicht richtig sitzen und abdichten und der Kunststoffkopf kann unter Umständen schwer beschädigt werden _a bis zu dem Grad wo er herunterfallt und den Metallkopf ungeschützt läßt.

Die verbesserte Anordnung überwindet diese Schwierigkeiten» Der Kunststoffkopf besitzt einen ersten äußeren Abdichtung*- flansch/ der sich von dem unter dem Kunststoff liegenden Metallkopf nach außen und nach unten erstreckt. Ein zweiter innerer Dichtungsflansch erstreckt sich um eine Entfernung nach unten, welche die AbwärtserStreckung des äußeren Flansches überschreitet _s und in einer Stellung, die um ein Mehrfaches der Dicke der dünnen Platte von den Gewinden nach außen auf Abstand gehalten ist. Sowie die dünne Platte die Gewinde des Befestigers erklettert, berührt sie den inneren

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Dichtungsflansch, und ihre Auf wartsbewegung-wird gestoppt. Die Kante des Loches wird weiter in dem zweiten Flansch nach oben gezogen, was zu einem Überdrehen des Loches führt (d.h. vergrößert bis zu einem*Punkt, wo der Gewindeeingriff nicht mehr möglich ist). Die dünne Platte ist nun frei/ nach unten in eine Berührung mit dem dicken Körper zurückzufallen. Selbst wenn dies fehlschlägt/ wird die dünne Platte nicht mehr mit hoher Reibung in engen Kontakt mit dem Kunststoffkopf gezogen. Daher ist das Schadenspotential (welches, durch diese Konstruktion auf den Bereich des zweiten Flansches begrenzt ist) nunmehr zerstreut.

Diese und weitere Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich.

Es zeigen: '

Fig. 1 eine Draufsicht von oben auf die Befestigeranordnung mit Kunststoffkopf gemäß der Erfindung/

Fig.' 2 einen Seitenschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1 /

Fig. 3 einen Seitenschnitt ähnlich demjenigen nach Fig. 2 bei Darstellung des Befestigers im Gebrauch/

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Pig. 4 einen Teilschnitt zur Darstellung des Kunststoffkopfes in seiner Sitzstellung.

Die mit einem Kunststoffkopf versehene Befestigeranordnung gemäß der Erfindung wird allgemein bei 10 dargestellt. Diese Anordnung enthält einen mit Gewinde versehenen Befestiger 20 aus Metall und einen Kunststoffkopf 30. Auf dem Schaft 22 ist wenigstens ein spiralförmiges Gewinde 24 vorgesehen. Der Kopf 26 des mit Gewinde versehenen Befestigers enthält vier allgemein dreieckige Pfosten 28, welche die Umlauf drehmomentkräf te absorbieren,, die beim Bohren und Gewindeschneiden der Schraube erzeugt werden. Obwohl der metallene Befestiger 20 als selbstbohrender und selbst Gewinde schneidender Befestiger dargestellt ist, ist doch·darauf hinzuweisen, daß die Lehren der vorliegenden Erfindung auch anwendbar sind auf Gewinde schneidende und Gewinde formende Schrauben«

Der Kunststoffkopf· 30 besitzt vier Ausnehmungen 32, die zur Aufnahme der Pfosten 28 geformt sind. Dieser Kopf 30 kann durch Gußformen auf den Kopf des Befestigers aufgeformt werden, durch Ultraschall daran angeschweißt oder in beliebiger Weise daran befestigt werden» Die Außenseite des Kunststoffkopfes weist eine Anzahl Vorsprünge 34 auf, die auf den Seitenflächen der Pfostenabdeckabschnitte geformt sind. Diese Vorsprünge erfassen die Blätter einer Eintreib—

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spitze (nicht gezeigt) zur Verbesserung des Sitzes und zur Gewährleistung einer gewissen Spitzengreifwirkung. Ein erster äußerer Dichtungsflansch 36 erstreckt sich nach unten (wie in Fig. 2 gezeigt) um eine erste axiale Entfernung und nach außen von dem Kunststoffkopf in der Nähe der Kante des darunterliegenden Metallkopfes 2S. Ein zweiter innerer Flansch 38 erstreckt sich nach unten um eine zweite axiale Entfernung, die größer ist als die erste axiale Entfernung. Dieser Flansch 38 ist radial nach außen von dem Befestigergewinde 24 um ein Mehrfaches der Dicke der Platte 40 (Fig. 3) auf Abstand gehalten, mit welcher die Befestigeranordnung verwendet werden soll. Es kann eine Zwischenlegscheibe aus Neopren oder einem anderen·elastömeren Material benutzt werden, um die Unterseite des Kopfes 36 gegenüber Feuchtigkeit und Korrosion zu schützen.

Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich, hat, wenn die Gewindebildung in der dünnen Platte 40 beendet ist, sich jedoch in dem Körper 44 fortsetzt, die Platte 40 die Neigung, die Gewinde 24 in Richtung auf den Kopf 26 zu erklettern. Der innere Dichtungsflansch 38 erfasst die Oberseite der Platte 40 und verhindert eine weitere Aufwärtsbewegung. Die Innenkante der öffnung 46 wird weiterhin innerhalb des Flansches 38 nach oben gezogen, bis sie den maximalen Durchmesser des Gewindes '24 überschreitet. Wenn dies eintritt, dann wird die Platte 40 nicht weiter in enger Anlage gegen den Kunststoff-

kopf 30 gezogen und kann effektiv zur überlagerung des Körpers 44 zurückfallen. Wenn das Gewindeschneiden in dem Körper 44 beendet und der Befestigerkopf 26 voll zum Aufsitz gekommen ist, werden die Flansche 36 und 38 in Dichtungseingriff mit der Platte 40 abgeflacht, ebenso die Zwischenlegscheibe 42, wenn in Gebrauch.

Durch diese Formgebung verbessert die Befestigeranordnung mit dem Kunststoffkopf ihre Abdichtwirkung und erhöht die Zuverlässigkeit der Korrosionsbeständigkeit durch Ausschaltung der Möglichkeit einer Beschädigung des Kunststoffkopfes, die in den bekannten Konstruktionen durch Reibungswärme verursacht wurde.

Fachleuten auf diesem Gebiet werden nach dem Studium der obigen Beschreibung verschiedene Veränderungen und Abwandlungen möglich· erscheinen. Demzufolge sollen alle derartigen Veränderungen und Abwandlungen, die in den Bereich der beigefügten Ansprüche fallen, als Teil, der Erfindung angesehen werden.

Leerseite

Claims

Ansprüche

1J Befestigeranordnung mit Kunststoffkopf zur Verwendung bei der Befestigung einer ersten Platte von einer ersten Dicke an einem zweiten, wesentlich dickeren Korper, gekennzeichnet durch einen Metallschraubenbefestiger mit einem mit Gewinde versehenen Hals und mit einem Kopf an dessen einem Ende, welcher Oberflächen zur Erzeugung einer Drehbewegung aufweist, wobei die Gewinde unter dem Kopf einen ersten Außendurchmesser aufweisen, einen Kunststoffkopfkörper, der den metallischen Kopf überlagert und' daran befestigt ist, wobei der Kunststoffkopf mit dem

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metallischen Kopf zusammenpaßt und die Umlaufkräfte auf ihn überträgt, wobei sich ein erster äußerer Abdichtungsflansch des Kunststoffkopfkörpers nach außen und nach unten von der Kante .des darunterliegenden Metallkopfes forterstreckt und diese Erstreckung nach unten für eine erste axiale Entfernung relativ zu der Schraube ist, während sich ein zweiter innerer Dichtungsflansch über eine zweite axiale Entfernung relativ zu der Schraube allgemein nach unten erstreckt und diese zweite axiale Entfernung erheblich größer ist als die erste axiale Entfernung, der zweite Dichtungsflansch einen Innendurchmesser hat, welcher größer ist als der erste Außendurchmesser um. wenigstens ein Mehrfaches der ersten Plattendicke, wodurch, wenn die erste dünnere Platte den mit Gewinde versehenen Hals des Befestigers erfaßt und sich auf ihm heraufbewegt/ bevor der Befestiger einen vollen Gewindeeingriff mit dem zweiten Körper erreicht hat, die erste dünnere Platte erfaßt wird durch den zweiten Dichtungsflansch zur Verhinderung weiterer Aufwärtsbewegung der Platte und Veranlassung eines überdrehens des Loches in der Platte durch den Befestiger.
2. Befestigeranordnung mit Kunststoffkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elastomere Dichtungsscheibe, die in dem zweiten Dichtungsflansch angeordnet ist und von dem mit Gewinde versehenen Befestigerhals zurückgehalten wird.

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3. Befestigeranordnung mit Kunststoffkopf nach Anspruch λ, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Gewinde versehene Befestiger einen selbstbohrenden, selbst Gewinde schneidenden Befestiger enthält. ' · ·
4. Befestigeranordnung mit Kunststoffkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Drehbewegung erzeugenden Oberflächen acht senkrechte Wände von vier stangen artigen Körpern sind.
5. Befestigeranordnung mit Kunststoffkopf nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet/ daß die Abschnitte des Kunststoff kopfes, welche die acht senkrechten Wände überlagern; Vorsprünge aufweisen, um die Greifleistung mit Bezug auf ein mit ihnen verwendetes Eintreibwerkzeug zu verbessern.