DE3427778C2

DE3427778C2 - Schraubensystem umfassend eine Abdrückmutter und Teile des Systems

Info

Publication number: DE3427778C2
Application number: DE3427778A
Authority: DE
Inventors: Richard Moryl; Roger Bouery
Original assignee: Comet SA; Compagnie de Materiel et dEquipements Techniques Comet
Current assignee: Compagnie de Materiel et dEquipements Techniques Comet
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1994-07-14
Anticipated expiration: 2004-07-28
Also published as: FR2549915B1; DE3427778A1; ES289247U; IT8422106A0; ES289247Y; IT1174611B; FR2549915A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Schraubensystem umfassend eine Abdrückmutter und Teile des Systems.

Abdrückmuttern sind einstückig ausgebildet und umfassen eine üblicherweise sechskantige Mutter und eine Unterlegscheibe, welche eines der axialen Enden der Mutter verlängert und ein ringförmiges Fußteil für dieses darstellt.

Die Bedeutung von Abdrückschrauben liegt im wesentlichen in der Reduktion der Einzelteile, da ein einstückiges Teil eine Anordnung aus einer einzelnen Mutter und einer Unterlegscheibe ersetzt, wodurch die Probleme bei der Anbringung und bei der Lagerhaltung vereinfacht werden.

Allerdings weisen die bekannten Abdrückmuttern die nachfolgend erörterten Nachteile auf.

Bei Schraubensystemen, welche einerseits eine Mutter und ande rerseits eine Unterlegscheibe umfassen, welche zwischen die Mutter und das Blech oder einen entsprechenden Untergrund ge legt wird, gegen welche die Mutter angezogen wird, besteht eine der wichtigsten Rollen der Unterlegscheibe darin, reibend an dem Blech derart anzuliegen, daß die Drehgleitung der Mutter zwischen dieser und der Unterlegscheibe stattfindet, wobei das Metall, aus der diese hergestellt ist, üblicherweise härter als dasjenige des Metalls ist: Auf diese Weise wird die Gefahr von Rillenbildung auf dem Blech aufgrund der Drehbewegung der Mutter bei direktem Kontakt mit diesem vermindert. Dagegen drehen sich die Fußteile von Abdrückmuttern gleichzeitig mit den Muttern, welche sie verlängern, wodurch der Gleitkontakt zwischen dem Fußteil und dem Blech bleibt und damit ebenso die Gefahr der daraus resultierenden Rillenbildung.

Um diese Nachteile zu beheben, ist bereits vorgeschlagen worden, das Fußteil mit der Schraube so zu verbinden, daß sie trotz axialer Verbindung gegeneinander verdrehbar bleiben.

Eine derartige Konstruktion ist jedoch sehr kostspielig.

Es wurde weiterhin in der GB-PS 1 277 704 vorgeschlagen, um eine gute Abdichtung zwischen einer Abstützmutter und dem Montageuntergrund zu erreichen, am Fußteil eine Unterlegscheibe anzubringen, welche aus extrudierbarem Kunststoff, wie z. B. Polyäthylen, besteht, wo bei die Beanspruchung dieser Unterlegscheibe aufgrund des An ziehens der Mutter ein Zusammendrücken des die Unterlegscheibe bildenden Materials zwischen den zusammengeschraubten Teilen zur Folge hat: Eine derartige Lösung eignet sich jedoch nicht für Demontagen und Wiederverwendung, da die dichtungsartige Unterlegscheibe erheblich deformiert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.

Zu diesem Zweck umfassen erfindungsgemäße Schraubsysteme eben falls eine Unterlegscheibe aus Kunststoff, welche frei dreh bar am Fußteil der Mutter angebracht ist, wobei sie sich da durch auszeichnen, daß das für die Unterlegscheibe verwendete Kunststoffmaterial hinreichend hart ist, so daß es beim An ziehen der Mutter nicht fließt, und dadurch, daß die frei dreh bare Montage dieser Unterlegscheibe am Fußteil mit Hilfe ange spritzter Klauen an dieser Unterlegscheibe, welche das Fußteil umgreifen, bewerkstelligt wird.

Bei bevorzugten Ausführungsformen werden eines oder mehrere der nachfolgenden Merkmale realisiert:
Als Kunststoff wird Polyamid verwendet, vorzugsweise glasfaser verstärktes Polyamid;
die Unterlegscheibe ist an ihrem Außenrand mittels eines durch gehenden axialen Kragens verlängert, welcher mit dieser eine Art Ringschale bildet, wobei die Klauenansätze aus Klauen bestehen, welche radial den freien Rand des Kragens auf dessen Achse zu hin verlängern;
die Klauenansätze bzw. Klauen bilden eine Art Ringzahnung aus;
es sind jeweils sechs Klauen vorgesehen, welche jeweils von einer geradlinigen Kante begrenzt werden, wobei die Anordnung der sechs die Klauen begrenzenden Kanten ein regelmäßiges Sechseck bildet;
die Querseite der Unterlegscheibe, welche dem Fußteil abge wandt liegt, weist eine Ringrippe auf, welche vorzugsweise längs der Außenseite der Unterlegscheibe verläuft;
die dem Fußteil zugewandte Querseite der Unterlegscheibe weist eine Ringrippe auf, deren Kammteil eine begrenzte Auflagefläche bildet, gegen welche das Fußteil gleitend anliegt, wobei diese Rippe vorzugsweise längs der Innenseite der Unterlegscheibe verläuft.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung er geben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigen

Fig. 1 einen axialen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 2,

Fig. 2 eine Endansicht einer erfindungsgemäßen Verschraubung mit Teilen der beiden mit dem erfindungsgemäßen System zusammengeschraubten Bleche,

Fig. 3 einen axialen Schnitt eines Teils des erfindungsge mäßen Schraubsystems, und

Fig. 4 eine Endansicht einer abgewandelten Ausführungsform eines in Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Teils.

In an sich bekannter Weise umfaßt das Schraubsystem:

Eine Mutter 1, insbesondere eine Sechskantmutter, mit einem ringförmigen Fußteil 2, welches mit der Mutter einstückig, vorzugsweise aus Stahl hergestellt ausgebildet ist, und eine Schraube 3, welche in die Abstützmutter einschraubbar ist.

Ein derartiges System dient dazu, wenigstens zwei unterschied liche Teile miteinander zu verschrauben, wobei ohne Beschrän kung hierauf als solche im Ausführungsbeispiel zwei Bleche 4 und 5 dargestellt sind.

Zur Vermeidung jedes direkten Kontaktes zwischen dem Fußteil 2 und dem Blech 4, welches diesem am nächsten liegt, wird zwischen den in Betracht stehenden Oberflächen der beiden Teile erfin dungsgemäß eine Unterlegscheibe 6 aus schwer verformbarem Kunststoff eingelegt, welche am Fußteil 2 frei drehbar befestigt ist.

Der verwendete Kunststoff, welcher spritzfähig sein soll, muß hinreichend schwer deformierbar sein, daß er bei einer Belastung aufgrund des Anziehens der Mutter nicht fließt.

Er kann aus einem Kunstharz bestehen, wie es unter der Marken bezeichnung Delrin verkauft wird, oder aus Polyester, wobei jedoch vorzugsweise ein Polyamid verwendet wird, wie es z. B. unter der Bezeichnung Nylon 6 und 66 verkauft wird.

Weiterhin wird vorzugsweise eine Verstärkung aus Glasfasern vorgesehen.

Die in Betracht stehenden Materialien weisen eine hohe Härte auf: Dies bedeutet, daß die Kugeldruckhärte gemäß DIN 53 456 über 1000 Kp/cm² für Polyamid 66 und 1400 Kp/cm² für das Kunstharz Delrin liegt, während sie weniger als 500 Kp/cm² für Polyäthylen beträgt.

Ähnliches gilt für die Bruchfestigkeit bei Kompression, welche in Hektobar ausgedrückt lediglich 1,7 für Polyäthylen hoher Dichte beträgt, während sie zwischen 5 und 9 für Polyamid 66 liegt.

Die frei drehbare Befestigung der Unterlegscheibe 6 ist so zu verstehen, daß die Unterlegscheibe praktisch axial und radial mit dem Fußteil 2 verbunden ist, daß sie sich aber frei um ihre Achse relativ zu dem Fußteil 2 drehen kann.

Weiterhin sind die relativen Reibungskoeffizienten und die wechselseitigen Kontaktflächen zwischen dem Fußteil und der Unterlegscheibe einerseits und der Unterlegscheibe und dem Blech andererseits derart, daß bei einer Drehung des Fußteils aufgrund eines Anziehens oder Lösens der Mutter relative Drehbewegungen lediglich zwischen dem Fußteil und der Unter legscheibe stattfinden, während demgegenüber keinerlei Gleit bewegung zwischen der Unterlegscheibe und dem Blech erfolgt, indem die wechselseitige Reibung zwischen diesen letzteren Teilen hinreichend groß ist, um deren gegenseitige Festlegung sicherzustellen.

Anders gesagt liegt die Unterlegscheibe 6 bei einer Drehung der Mutter einfach dem Blech 4 an, dreht sich aber nicht rela tiv zu diesem.

Diese relative Stillsetzung bewahrt das Blech vor jeglicher Rillenbildung beim Anziehen oder Lösen der Mutter.

Die frei drehende Befestigung der Unterlegscheibe 6 am Fuß teil 2 wird mit Hilfe von angespritzten Klauen G erreicht, wobei die Unterlegscheibe 6 mit Hilfe derselben über ihren Außenrand derart verlängert ist, daß sie das Fußteil mit leich tem Spiel umgreift.

Die Außenseiten dieser Klauen G, welche zur Achse der Unter legscheibe hinweisen, übergreifen den Umfang nur leicht, so daß das Fußteil leicht im Inneren des durch die Klauen ge bildeten Umgriffs durch einfaches axiales Eindrücken montiert werden können, wobei die äußeren Enden bei diesem Eindrücken kurzzeitig elastisch deformiert werden, um anschließend elastisch wieder in ihren umgreifenden Ausgangszustand zu rückkehren: Mit dem verwendeten schwer deformierbaren Kunst stoff wäre es nicht möglich, anstelle der Klauen einen umlau fenden, nach innen vorspringenden Rand vorzusehen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird das obere Ende der Klauen G durch einen umlaufenden Kragen 7 gebildet, welcher axial die Außenseite der Unterlegscheibe 6 derart verlängert, daß er mit dieser eine Art Ringschüssel bildet, wobei die eigentlichen Klauen 8 in Richtung auf die Ringschüssel hin den freien Rand des Kragens 7 verlängern.

Diese Ausführungsform mit einem durchgehenden Kragen an der Oberseite der einzelnen Klauen weist hinsichtlich der Ober seite der einzelnen Klauen den Vorteil auf, eine zu starke Öffnung der Klauen beim Eindrücken des Fußteils oder nach dem Eindrücken zu verhindern, wobei eine derartige Öffnung nicht zu einer elastischen Rückbildung der Gesamtheit der Oberseite in ihren ursprünglichen Zustand führen würde, was in manchen Fällen zu einer unzureichenden Verankerung der Unter legscheibe am Fußteil führen könnte.

Die Klauen G - und dementsprechend die eigentlichen Klauen ansätze 8 bei einer bevorzugten Ausführungsform - sind in gleichmäßigem Winkelabstand um die Achse der Unterlegscheibe verteilt.

Ihre Zahl kann verhältnismäßig groß sein, so daß sie in ihrer Gesamtheit wie eine Ringzähnung wirken.

Bei der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform beträgt die Zahl der Klauenansätze 8 sechs: Jeder Klauenansatz 8 besteht dementsprechend aus einer radial an der Innenseite des Kragens 7 zu dessen Achse hin vorstehenden Rippe, welche ihrerseits in einer geradlinigen Kante 9 endet, welche in einer Ebene senkrecht zu dieser Achse liegt, wobei die Anord nung der sechs Kanten 6 ein regelmäßiges Sechseck bildet.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 beträgt die Zahl der Klauen ansätze 8 acht, wobei diese aus Rippen bestehen, welche nicht in geradlinigen Kanten enden, sondern in kreisbogenförmigen Kanten.

Die relativen Reibungskoeffizienten und die beiderseitigen Kontaktflächen zwischen einerseits dem Fußteil 2 und der Unterlegscheibe 6 und andererseits der Unterlegscheibe 6 und dem Blech 4 sind so gewählt, daß beim Anziehen der Mutter 1, welche mit der Unterlegscheibe 6 versehen ist, gegen das Blech 4 durch das Verdrehen dieser Mutter gegen die Schraube 3 eine Drehgleitbewegung zwischen dem Fußteil 2 und der Unter legscheibe 6 auftritt, jedoch keine Gleitbewegung zwischen der Unterlegscheibe und dem Blech 4.

Zu diesem Zweck ist bei einer bevorzugten Ausführungsform fol gendes vorgesehen:
Die Kontaktringfläche zwischen der Unterlegscheibe 6 und dem Blech 4, welche relativ wichtig ist, ist so ausgebildet, daß die entsprechende Fläche der Unterlegscheibe plan ist und vollständig gegen das Blech 4 anliegt;
demgegenüber ist die Kontaktfläche zwischen dem Fußteil 2 und der Unterlegscheibe 6 auf einen Ring von geringer radialer Größe beschränkt.

Diese letzte Beschränkung wird vorteilhaft durch eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen erreicht:
Die Querfläche des Fußteils 2, welche der Unterlegscheibe 6 anliegt, wird kegelstumpfförmig nach innen verlaufend (Bezugs zeichen 10) ausgebildet und ist an ihrem Außenrand durch eine Ringscheibe 11 von geringer radialer Breite verlängert;
man sieht an der dem Fußteil 2 zugewandten Seite der Unterleg scheibe 6 eine ringförmige Rippe 12 vor, wobei der einzige Kontakt zwischen dem Fußteil 2 und der Unterlegscheibe 6 hierüber hergestellt wird.

Um am Anfang der Einführung des Fußteils 2 in die Umschließung aus Kunststoff eine Führung zu erzielen, werden bei 13 die Abschnitte der Klauen, welche zuerst mit dem Rand des Fuß teils in Kontakt kommen, abgeschrägt.

Desgleichen können zur Reduktion des Risikos einer Beschädi gung des Blechs 4 durch die Unterlegscheibe 6 beim Verschrau ben des Systems bei 14 die Oberflächen der Unterlegscheibe 6, welche mit dem Blech 4 in Kontakt kommt, abgerundet werden.

Dementsprechend wird bei jeder denkbaren Ausführungsform durch die Verwendung eines Schraubsystems mit einer Abdrückmutter eine insgesamt zufriedenstellende Anwendung erreicht.

Diese Systeme weisen eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber den gegenwärtig bekannten Systemen auf, und zwar insbesondere die folgenden:
Wie bei Abdrückmuttern sind sie jeweils als einteilige bzw. zusammenhängende Anordnung ausgebildet, wodurch die Handha bungsprobleme und Wartungsprobleme vereinfacht werden;
im Gegensatz zu einfachen Abdrückmuttern werden beim Verschrau ben oder Losschrauben die Unterlegscheiben, mit welchen sie ausgestattet sind, nicht in Drehung versetzt, wobei die Unter legscheiben einfach gegen die Stirnflächen der zu verschrau benden Bleche anliegen, wodurch eine Rillenbildung auf den Blechen bei der Drehung vermieden wird, so daß infolge dessen das äußere Aussehen der Bleche unverändert bleibt, was besonders im Fall von lackierten oder gestrichenen Ble chen bei der Demontage von Bedeutung ist, wobei diese Demon tage aufgrund der Unverformbarkeit der Unterlegscheiben möglich ist;
das Zwischenlegen einer Unterlegscheibe aus Kunststoff zwischen das Fußteil und das Blech stellt eine gute Abdichtung zwischen den Teilen sicher, wodurch das Eindringen von Feuchtigkeit vermieden wird und Rostprobleme ausgeschaltet werden;
diese Abdichtung kann durch das Vorsehen einer ringförmigen Rippe (welche nicht dargestellt ist) an der dem Blech 4 Zuge wandten Seite der Unterlegscheibe 6 noch verbessert werden, wobei diese Rippe vorzugsweise an der Außenseite dieser Stirn fläche angeordnet ist.

Claims

1. Schraubsystem umfassend eine Mutter (1) mit einem Fußteil (2) und eine Unterlegscheibe (6) aus Kunststoff, welche frei drehbar an dem Fuß teil (2) angeordnet ist, wobei die Unterlegscheibe (6) an ihrer Außenseite durch einen durchgehenden axialen Kragen (7) verlängert ist, welcher mit dieser eine Art Ringschlüssel ausbildet, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Herstellung der Unterlegscheibe (6) verwendete Kunststoff minde stens so hart wie Polyamid ist, damit er beim Anziehen der Mutter (1) nicht fließt, wobei die frei drehbare Montage der Unterlegscheibe (6) an dem Fußteil (2) mit Hilfe von einzelnen angespritzten Klauen (8) an der Unterlegscheibe (6), welche das Fußteil (2) umgreifen, bewerkstelligt wird, welche den freien Rand des Kragens (7) in radialer Richtung nach innen hin verlängern.

2. Schraubsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite der Unterlegscheibe (6), welche von dem Fußteil (2) entfernt liegt, eine ringförmige Rippe aufweist, welche sich längs des Außenrandes der Unterlegscheibe erstreckt.

3. Schraubsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Fußteil (2) zugewandte Stirnseite der Unterlegscheibe (6) eine ringförmige Rippe (12) aufweist, deren Scheitel eine begrenzte Auflage fläche bildet, gegen welche das Fußteil gleitend anliegt, wobei diese Rippe vorzugsweise längs des Außenrandes der Unterlegscheibe angeordnet ist.

4. Unterlegscheibe aus wenig verformbarem Kunststoff, vorzugsweise aus einem glasfaserverstärkten Polyamid, welche durch einen Kranz von ange spritzten Klauen verlängert ist, der das Fußteil (2) einer Abdrückmutter umfassen kann, dadurch gekennzeichnet, daß diese Unterlegscheibe in einem Schraubsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 verwendet wird.