DE3743010C2

DE3743010C2 -

Info

Publication number: DE3743010C2
Application number: DE19873743010
Authority: DE
Inventors: George Bloomfield Hills Mich. Us Manoogian
Original assignee: Peerless Industries Division Of Masco Industries Inc (eine Gesndges D Staates Delaware) Ypsilanti Mich Us
Current assignee: Peerless Industries Division Of Masco Industries Inc (eine Gesndges D Staates Delaware) Ypsilanti Mich Us
Priority date: 1986-12-19
Filing date: 1987-12-18
Publication date: 1992-01-02
Also published as: GB2198801B; GB8727726D0; DE3743010A1; GB2198801A; JPS63176810A; CA1302131C

Description

Die Erfindung betrifft ein Außengewindeteil entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Derartige Außengewindeteile dienen als Befestigungselemente, insbesondere als vibrationsfeste Sicherungsbefestigungselemente, bei welchen zum Hemmen des Lösens des Befestigungselements eine Reihe von verformten Gewindegängen verwendet wird.The invention relates to an externally threaded part accordingly the preamble of claim 1. Such external thread parts serve as fasteners, in particular as vibration-proof securing fasteners, at which to inhibit the loosening of the fastener Series of deformed threads is used.

Preßsitze zwischen einem Außenbefestigungselement, wie einem Bolzen oder einer Schraube, und seinem aufnehmenden Teil sind seit langem zur Vergrößerung des zur Entfernung des Befestigungselements notwendigen Drehmoments verwendet worden, um dadurch unbeabsichtigtes Lösen infolge von Vibration zu verhindern. Zusätzliche Elemente, wie Sicherungsscheiben u. dgl. vergrößern die Herstellungs- und Zusammenbaukosten. Nichtkreisförmige Gewindeformen und unterschiedliche Gewindesteigungen sind ebenfalls zur Erhöhung des zur Entfernung des Befestigungselements erforderlichen Drehmoments benutzt worden. Derartige Gestaltungen erfordern jedoch spezielle Werkzeuge und Herstellungsschritte für das Befestigungselement.Press fits between an outer fastener, such as one Bolt or screw, and its receiving part have long been used to enlarge the to remove the Fastener necessary torque has been used thereby unintentional loosening due to vibration to prevent. Additional elements, such as lock washers u. The like. Increase the manufacturing and assembly costs. Non-circular thread shapes and different thread pitches are also used to increase removal of the fastener required torque been used. However, such designs require special tools and manufacturing steps for the fastener.

Verformungen der Gewindespitzen sind ebenfalls schon ver wendet worden, um den Preßsitz zwischen dem Befestigungs element und der Mutter hervorzurufen. Meistens wird ein Außengewindeelement mit normaler Gewindeform in Verbindung mit einer Mutter mit verformten oder abgestumpften Gewindeformen benutzt, derart, daß bei der Anbringung der Mutter an dem Bolzen die Gewindespitzen graduell verformt werden, um den Preßsitz zu erzeugen. Gewöhnlich jedoch sind solche Befestigungselemente nur einmal verwendbar, weil die Verformung nicht rückgängig gemacht werden kann. Abstumpfungen der Gewindeformen des Befestigungsbolzens sind auch schon eingesetzt worden, um einen Preßsitz hervorzurufen. Solche Vorkehrungen sind vorteilhaft, weil sie mit normalen Befestigungsmuttern oder einer Gewindebohrung verwendet werden können. Diese Typen von Befestigungselementen verwenden jedoch unterschiedliche Gewindeformen über die Gesamtlänge des Befestigungselements oder über die anfänglichen Gänge. Wegen der unterschiedlichen Ausbildung der Verformungen werden die Herstellkosten wesentlich vergrößert.Deformations of the thread tips are also already ver has been applied to the interference fit between the attachment element and the mother. Mostly one Male thread element with normal thread form in connection with a nut with deformed or truncated thread forms used, so that when attaching the mother the thread tips are gradually deformed on the bolt, to create the press fit. However, such are common Fasteners can only be used once because of the deformation cannot be undone. Dulling the thread shapes of the mounting bolt are already there been used to create a press fit. Such Precautions are advantageous because they use normal fastening nuts or a threaded hole can be used can. Use these types of fasteners however different thread forms over the entire length of the fastener or over the initial Gears. Because of the different formation of the deformations the manufacturing costs are significantly increased.

So sind bei einer dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 entsprechenden bekannten selbstsichernden Befestigungsschraube (US 36 64 400) mindestens zwei Gewindegänge mit abgeflachten Gewindespitzen vorgesehen, bei denen die Abflachungen unterschiedliche zum Schraubenkopf konisch verlaufende Flächen bilden. Diese konischen Abflachungen sind durch Abwälzverformung an einem Kegel herzustellen.So are in a corresponding to the preamble of claim 1 known self-locking screw (US 36 64 400) at least two threads with flattened Threaded tips provided where the flats different to the screw head tapered Form surfaces. These conical flattenings are due to hobbing deformation to manufacture on a cone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung ein Außengewindeteil ohne die Nachteile der bekannten Sicherungsbefestigungselemente bereitzustellen, welches einfach ist und dennoch den erforderlichen Preßsitz vorsieht, um ein Lösen infolge von Vibration zu verhindern.The invention is based, based on the task genus specified in the preamble of claim 1 an externally threaded part without the disadvantages of the known To provide fuse fasteners, which is simple and yet provides the required press fit, to prevent loosening due to vibration.

Die gestellte Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 5 betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The task set is due to the characteristic features of claim 1 solved. The subclaims 2 to 5 relate to advantageous developments of the invention.

Das Außengewindeteil enthält drei Zonen von Gewindeformen zur Erzeugung des notwendigen Preßsitzes. Die erste und die dritte Zone bestehen aus normalem Gewinde, um den Zusammenbau mit dem aufnehmenden Teil zu erleichtern bzw. um die Spezifikationen der Gesamtgewindelänge für das Befestigungselement zu erfüllen. Die zweite oder mittlere Gewindezone enthält eine Mehrzahl von erfindungsgemäß deformierten Gewindespitzen die zum Zusammenwirken mit den normalen Innengewinde des aufnehmenden Teils ausgebildet sind, um einen Preßsitz hervorzurufen. Vorzugsweise besteht die mittlere Gewindezone abhängig von den Drehmomentserfordernissen aus zwei bis acht aufeinanderfolgenden Gewindegängen. Die abflachend verformten Gewindespitzen sind konzentrisch mit dem Hauptkörper des Gewindeteils angeordnet. Der Prozentsatz der Verformung hängt von den Drehmomentserfordernissen des Teils ab.The male threaded part contains three zones of thread shapes to generate the necessary press fit. The first and the third zone consist of normal thread to assemble with the receiving part to facilitate or the specifications of the total thread length for the fastener to fulfill. The second or middle thread zone contains a plurality of deformed according to the invention Thread tips to interact with the normal Internal threads of the receiving part are formed, to create a press fit. Preferably there is middle thread zone depending on the torque requirements from two to eight successive thread turns. The flattened thread tips are concentric arranged with the main body of the threaded part. The percentage the deformation depends on the torque requirements of the part.

Die Verformung der Gewindespitzen wird so durchgeführt, daß das Gesamtvolumen des Gewindes erhalten bleibt. Auf diese Weise werden die Gewindespitzen beim Zusammenfügen des Befestigungselements mit dem aufnehmenden Teil nach Maßgabe der Gestalt der aufnehmenden Gewindeform zurückverformt, wodurch ein fester Preßsitz gebildet wird.The deformation of the thread tips is carried out so that the total volume of the thread is retained. To this The thread tips become when assembling the fastener with the receiving part as required reshaped to the shape of the female thread, whereby a tight press fit is formed.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in welchen A preferred embodiment of the invention is as follows described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt darge stellte Seitenansicht eines gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Befestigungselements ist, . 1 is a partially sectional side view of a Darge set according to the present invention formed fastener Figure,

Fig. 2 eine partielle Schnittansicht eines Teil der Gewindegänge des Befestigungselements der vorlie genden Erfindung ist und Fig. 2 is a partial sectional view of part of the threads of the fastener of the vorlie invention and

Fig. 3 eine partielle Schnittansicht eines Teils der Gewindegänge des Befestigungselements in Vereinigung mit einem aufnehmenden Befestigungs element ist. Fig. 3 is a partial sectional view of part of the threads of the fastener in association with a female fastener.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Dort ist ein Sicherungsbefestigungselement 10 dargestellt, das die vor liegende Erfindung verkörpert und meistens einen Kopf 12 von irgendeiner bekannten Gestaltung und einen Schaft oder Außengewindeteil 14 mit einer Schraubengewindeform aufweist. Vorzugsweise besitzt die Gewindeform eine im wesentlichen gleichbleibende axiale Gewindesteigung. Zusätzlich umfaßt jeder Gewindegang eine Spitze 16 und einen Grund 18, von denen der Kerndurchmesser entlang der Länge des Gewinde teils 14 gleichbleibend ist. Das Befestigungselement 10 ist zur Aufnahme in einem Innengewindeteil 20 ausgebildet und weist eine normale Schraubengewindeform mit kon ventionellen Querschnittsgestaltungen der Spitze 22 und des Grundes 24 auf (Fig. 3). Beispiele solcher Innengewinde teile umfassen herkömmliche Befestigungsmuttern und Gewinde bohrungen.First, reference is made to FIG. 1. There is shown a fuse fastener 10 which embodies the prior invention and mostly has a head 12 of any known design and a shaft or male threaded part 14 with a screw thread shape. The thread form preferably has an essentially constant axial thread pitch. In addition, each thread has a tip 16 and a base 18 , of which the core diameter along the length of the thread part 14 is constant. The fastening element 10 is designed to be received in an internal thread part 20 and has a normal screw thread shape with conventional cross-sectional configurations of the tip 22 and the base 24 ( FIG. 3). Examples of such internal thread parts include conventional mounting nuts and threaded holes.

Das Außengewindeteil 14 enthält drei Gewindezonen entlang seiner Länge. Die erste Zone A wirkt als Eingriffszone zur Erleichterung des Zusammenfügens des Außenteils 14 mit dem aufnehmenden Teil 20, wie gut bekannt ist. Vorzugsweise enthält die Eingriffszone A mindestens einen Gang von nor malen Schraubengewindeformen, obwohl diese Anzahl in Ab hängigkeit von den Spezifikationen des Befestigungselements erhöht werden kann.The male threaded part 14 contains three threaded zones along its length. The first zone A acts as an engagement zone to facilitate the assembly of the outer part 14 with the female part 20 , as is well known. Preferably, the engagement zone A contains at least one pitch of normal screw thread forms, although this number can be increased depending on the specifications of the fastener.

Die Zwischengewindezone B enthält eine Mehrzahl von nach folgenden Gewindegängen und stellt das Befestigungselement 10 mit seinen vibrationsfesten Drehmomentsmerkmalen dar. Die Gewindespitzen der Zwischenzonengewindegänge 30 sind gleich mäßig abgeflacht, parallel zu oder konzentrisch mit den Gründen 18 des Teils 14. Wie am besten aus Fig. 2 hervor geht, besitzen die Spitzen 32 der Gewindegänge 30 eine im wesentlichen rechtwinklige Querschnittsgestalt mit einer flachen Außenfläche 34 und Seitenwänden 35, welche sich senkrecht zu der flachen Außenfläche 34 einwärts er strecken, um auf die normal geneigten Flanken 38 der Gewindeform 30 aufzutreffen. Eine Verformung der Gewinde spitzen 32 wird auf solche Weise durchgeführt, daß im wesentlichen das Gesamtvolumen der individuellen Gewinde gänge 30 aufrechterhalten wird, so daß die Gewindespitzen 32 nach Maßgabe der aufnehmenden Gewindeform zurückverformt werden, wenn das Befestigungselement 10 mit einem Aufnahme element zusammengefügt wird. In der bevorzugten Ausführungs form der Erfindung ist jeder der Gewindegänge 30 in der Zwischenzone B gleichmäßig abgeflacht, so daß die Außen flächen 34 jedes Gewindegangs miteinander gleichmäßig sind und alle den gleichen Abstand von der Grundfläche 18 aufweisen. Weiterhin liegt der Durchmesser der Außen flächen 34 vorzugsweise zwischen 90% und 98% des Durch messers der voll ausgeformten Gewindespitzen, abhängig von den Drehmomentserfordernissen des Befestigungselements. Zusätzlich besteht die Zwischenzone B aus zwei bis acht aufeinanderfolgenden Gewindegängen, abhängig von den herrschen den Drehmomentserfordernissen, die für das Befestigungs element 10 vorgeschrieben sind.The intermediate thread zone B contains a plurality of threads following after and represents the fastening element 10 with its vibration-resistant torque characteristics. The thread tips of the intermediate zone threads 30 are evenly flattened, parallel to or concentric with the bases 18 of the part 14 . As best seen in Fig. 2, the tips 32 of the threads 30 have a substantially rectangular cross-sectional shape with a flat outer surface 34 and side walls 35 which extend perpendicular to the flat outer surface 34 inwards to 38 on the normally inclined flanks the thread form 30 meet. A deformation of the thread tips 32 is carried out in such a manner that substantially the total volume of the individual threads 30 is maintained, so that the crests 32 are deformed back in accordance with the female thread form when the fastener is assembled element with a receiving 10th In the preferred embodiment of the invention, each of the threads 30 in the intermediate zone B is evenly flattened, so that the outer surfaces 34 of each thread are uniform with each other and all have the same distance from the base surface 18 . Furthermore, the diameter of the outer surfaces 34 is preferably between 90% and 98% of the diameter of the fully formed thread tips, depending on the torque requirements of the fastener. In addition, the intermediate zone B consists of two to eight successive thread turns, depending on the prevailing torque requirements that are prescribed for the fastening element 10 .

Wie wiederum aus Fig. 1 hervorgeht besteht die dritte Gewindezone C ebenfalls aus einer Mehrzahl von normalen Schraubengewindeformen, welche die Endgänge des Befestigungs elements 10 bilden. Die Anzahl der Gewindegänge der Zone C hängt ab von den Erfordernissen der Gesamtgewindelänge für das Befestigungselement 10. Die dritte Gewindezone C endet mit dem Bolzenkopf 12.As can be seen again from Fig. 1, the third threaded zone C also from a plurality of normal screw thread forms, which form the Endgänge of the attachment element 10. The number of threads in zone C depends on the requirements of the total thread length for the fastening element 10 . The third thread zone C ends with the bolt head 12 .

Wie nunmehr aus Fig. 3 hervorgeht, wird der Preßsitz beim Einführen des Bolzenbefestigungselements 10 innerhalb des aufnehmenden Teils 20 hervorgerufen. Über die ersten wenigen Drehungen des Außengewindeteils 14 wirken die Gewindegänge von Zone A mit den Gewindeformen des aufnehmenden Teils 20 in herkömmlicher Weise zusammen. Wenn die abge flachten Gewindegänge 30 der Zone B zum Eingriff mit dem aufnehmenden Teil 20 gelangen, werden die rechtwinkligen Spitzen 32 durch deren Wechselwirkung verformt, um im wesentlichen der Gestalt des Grundes 24 zu entsprechen. Da jedoch konventionelle Gewindeformen mit einem bestimmten Betrag eines Abdrängungsabstandes (leeway space) versehen sind, um eine gleichförmige Verschraubung zu gestatten, heben die verformten Spitzen gemäß der vorliegenden Erfin dung diesen Abstand zur Hervorrufung des Preßsitzes auf. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist ein Teil des herkömmlichen Abdrängungsabstandes 40 in dem Bereich der abgeflachten Gewindespitze 32 beseitigt, so daß die Gewindespitze 32 gleichzeitig an den gegenüberliegenden Flanken der Innen gewindeform anliegt. Wegen der gleichgerichteten Wechsel wirkung des Außenteils 14 innerhalb des aufnehmenden Teils 20 wird die Gewindespitze 32 auf eine solche Weise verformt, daß die Anlaufseite 42 des Gewindes 30 sich in vollem Kontakt mit der Innengewindeform befindet, während nur der Spitzenbereich 32 der Ablaufseite 44 in Berührung mit der Innengewindeform steht und dadurch den Preßsitz hervorruft. Wie vorstehend angemerkt wurde, kann das herrschende Drehmoment des Befestigungselements 10 durch Veränderung des Ausmaßes der Verformung der Gewindespitzen 32 verändert werden.As can now be seen from FIG. 3, the press fit is brought about within the receiving part 20 when the bolt fastening element 10 is inserted. Via the first few turns of the external thread part 14 , the threads of zone A interact with the thread shapes of the receiving part 20 in a conventional manner. When the flattened threads 30 of zone B come into engagement with the receiving part 20 , the right-angled tips 32 are deformed by their interaction to substantially correspond to the shape of the base 24 . However, since conventional thread forms are provided with a certain amount of leeway space to allow uniform screwing, the deformed tips according to the present invention cancel this distance to cause the interference fit. As shown in Fig. 3, part of the conventional displacement distance 40 is eliminated in the area of the flattened thread tip 32 , so that the thread tip 32 at the same time rests on the opposite flanks of the internal thread form. Because of the rectified AC 14 Effect of the outer part within the female part 20, the threaded tip 32 is deformed in such a way that the run-up side 42 of the thread 30 is in full contact with the female thread form, while only the tip portion 32 of the outlet side 44 in contact with the internal thread shape and thereby causes the press fit. As noted above, the prevailing torque of the fastener 10 can be changed by changing the amount of deformation of the thread tips 32 .

Claims

1. external thread part with the thread pitch and core diameter constant over the main region of its length, characterized by a thread zone (B) which comprises a plurality of threads with flattened thread tips ( 32 ), characterized in that the thread tips ( 32 ) along the central thread zone (B ) are flattened uniformly and concentrically with the thread base ( 18 ) and have an essentially rectangular cross-sectional shape.

2. External thread part according to claim 1, characterized in that the diameter of the flattened thread tips ( 32 ) of the central thread zone (B) is constant along the length of this thread zone.

3. External thread part according to claim 1 or 2, characterized in that at the beginning of the thread to facilitate engagement with an internal thread part ( 20 ) an engagement zone (A) is provided with a normal screw thread, which comprises at least one full thread.

4. External thread part according to one of claims 1 to 3, characterized in that the number of threads in the central thread zone (B) is directly proportional to the torque requirements of the fastener ( 10 ).

5. Male thread part according to one of claims 1 to 4, characterized in that the diameter of the flattened thread tips ( 32 ) is between 0.90 and 0.98 of the tip diameter of the normal screw thread, the diameter of the flattened thread tips ( 32 ) the torque requirements of the Fastening element ( 10 ) is directly proportional.