DE4232389A1 - Verfahren und Bausatz zur gesicherten Verschraubung - Google Patents

Description

Schraubverbindungen sind in der heutigen Technik nicht mehr wegzudenken. Dabei sind Schrauben für ihren jeweiligen Anwendungszweck in der verschiedensten Art und Weise auf dem Markt.

In wichtigen Teilbereichen spielt die Sicherheit der Schraubverbindung jedoch eine bedeutsame Rolle. In Bezug auf die Vorspannkraft ist der Spannungsquerschnitt, die Schraubengüte und der Einsatz genauerer Schraubverfahren wichtig.

Auch nutzt es wenig, wenn die Klemmkraft nicht über die gesamte Lebensdauer der Verbindung erhalten bleibt.

Auch Begriffe wie Setzerscheinungen können einen Verlust der Vorspannkraft bewirken, indem z. B. die Festziehdrehzahl zu hoch gewählt wird, daß das Material in der Trennfuge zu wenig Zeit hat, sich zu setzen. Damit sind spätere Setzerscheinungen zu erwarten, die eine sichere Verschraubung gefährden.

Zur Schraubensicherung selbst sind Elemente wie federnde Zahnscheiben, Kontermuttern, Federringe, Sicherungsbleche, Drahtsicherungen und Splinte bekannt.

Letztendlich kann auch der Reibwert stark streuen, so daß die Rauhigkeit der Oberflächen der korrespondierenden Gewinde einen wesentlichen Einfluß ausübt.

Bekannt sind drehmomentgesteuerte Anziehverfahren ebenso wie drehwinkelgesteuerte Anziehverfahren, die jedoch alle nicht die obengenannten Parameter sicher erfassen können. Auch gewachste oder beschichtete Schraubelemente oder mikroverkapselte Schrauben haben ihre Nachteile, indem sie im ersteren Fall nur für eine bestimmte Zeit wirksam sind. Im zweiten Fall, beim Verwenden von Klebern, besteht die Gefahr, daß die Schraube im Bereich ihres Kopfes der Drehmomentbelastung beim Lösen nicht gewachsen ist und bricht.

Ein weiterer wichtiger Faktor in der Schraubtechnik ist das Sichern und Verbessern der Montagequalität. Als Sicherheitsverschraubungen sind besonders die Verschraubungen einzustufen, die durch Lösen Menschenleben in Gefahr bringen.

Die Zukunftsperspektiven liegen deshalb darin, daß die wichtigsten Aufgaben so zu lösen sind, die Sicherheit der Verschraubungen zu steigern und die Überwachung zu verbessern. Um nun die Sicherheit einer Verschraubung garantieren zu können, muß die Vorspannkraft zuverlässig erreicht werden, wofür Drehmomentschlüssel oder Drehmomentschraubendreher vorhanden sind. Die andere Aufgabe besteht darin, das ungewollte Lösen der Schraube unter einem bestimmten eingebrachten Drehmoment zu verhindern.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, Schraubverbindungen mit bestimmten Drehmomenten oder bestimmten drehwinkelgesteuerten Anziehverfahren so zu sichern, daß ein ungewolltes Lösen der Schraube verhinderbar ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Verfahrensansprüche 1-5, der Bausatzansprüche 6-13 und der Fig. 1-2a näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisiert eine Schraube im Schnitt.

Schraubenkopf (1) läßt mit den angedeuteten Linien (8, 16) erkennen, daß es sich hierbei um eine Steckskantschraube handeln soll. Der Schraubenschaft (2) ist mit Gewinde (3) versehen. Die ganze Schraube (1, 2) selbst wiederum ist mit einer Bohrung (4) versehen, die sich in einen oberen zylindrischen Anteil (4a) und einen unteren konischen Anteil (4b) aufteilt. Darüber hinaus ist linksseitig des Konus ersichtlich, daß gegenüber der Seite (6) mit einer erhöhten Rautiefe (5) die Konusfreisparung (4b) gefertigt wurde. Als besonderes Merkmal dient die schematisierte Schlitzdarstellung (7), die deutlich machen soll, daß die Schraube im unteren Anteil bis in die Bohrung (2) geschlitzt (7) ist und dadurch die Möglichkeit aufweist, im Umfang gedehnt zu werden.

Fig. 2 ist hier als Sperrbolzen (9) bezeichnet, der z. B. im oberen Anteil (12) als Zweiflach ausgebildet ist und eine Sollbruchstelle (13) aufweist. Auch der Sperrbolzen (9) besitzt eine konusförmige Erweiterung (10), die mit Riefen (11) in der dargestellten Variante aufgerauht ist, so daß eine gesicherte Verbindung zwischen den Rautiefen (5) und (11) gewährleistet ist. In der Vorgehensweise wird der Sperrbolzen (9) vor Eindrehen der Schraube in Bohrung (4) eingebracht, wobei Anteil (12) übersteht. Die Konusanteile (10, 5, 6) greifen in diesem Moment locker ineinander.

Nach Eindrehen der Schraube mit einem definierten Drehmoment oder nach drehwinkelgesteuertem Anziehverfahren wird Sperrbolzen (9) über den Zweiflach (12) angezogen und z. B. gedreht, bis der Sperrbolzen (9) über die Sollbruchstelle (13) bricht und der obere Anteil entfernt werden kann.

Zum Entfernen der Schraube selbst wiederum wird mit einem Stift und einem Hammerschlag der Sperrbolzen aus der Konusführung (5, 6) getrieben, so daß durch Loslösen der Schraube (1) die Sperrung des Schraubenschaftes (2) im Bereich des/der Schlitze/s (7) aufhebbar ist und die Schraube (1, 2) durch Drehen an Schraubenkopf (1) gelöst werden kann.

Fig. 2a zeigt eine Variante des Sperrbolzens (9), indem dieser im oberen Anteil mit Gewinde (14) versehen ist, auf das wiederum eine Mutter aufgedreht wird, die man so lange anzieht, bis die Sollbruchstelle (13a) bricht und der untere Anteil (15) in der Schraubenbohrung (4) verbleibt und die Spreizung des Schaftes (2) bewirkt und aufrecht erhält.

Claims (13)

1. Verfahren zur gesicherten Verschraubung, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraube eine Bohrung aufweist und daß ein Spreiz- oder Sperrbolzen mit Sollbruchstelle den geschlitzten Schraubenschaft bis zum Abriß spreizt, wobei Rauhigkeiten zwischen Schraubenbohrung und Sperrbolzen dessen Herausgleiten verhindern.

2. Verfahren zur gesicherten Verschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung bevorzugt einen konusförmigen und aufgerauhten Anteil aufweist, in den der Sperrbolzen nach Fixation der Schraube mit festem Drehmoment oder mit drehwinkelgesteuertem Anziehverfahren eingezogen wird und über Schlitzungen des Schraubenschaftes dessen Spreizung bewirkt.

3. Verfahren zur gesicherten Verschraubung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Anziehen und der Bruch des Sperrbolzens über seine Sollbruchstelle über einen Zweiflach o. dgl. erfolgt.

4. Verfahren zur gesicherten Verschraubung nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen im oberen Anteil ein Gewinde besitzt, so daß über eine Mutter diese solange angezogen wird, bis der Sperrbolzen an seiner Sollbruchstelle bricht und die Spreizung des Schraubenschaftes gewährleistet ist.

5. Verfahren zur gesicherten Verschraubung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen eine Sollbruchstelle aufweist, die auf ein definiertes Maß der Spreizung der Schraube auch durch geeignete Materialwahl ausgelegt wird.

6. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Schraube (1, 2) mit Kopf (1) und Schaft (2), Bohrung (4) einem Sperrbolzen (9) und Hilfselementen wie Muttern oder Ausschlagstiften besteht.

7. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (4) im oberen Anteil zylindrisch (4a) und im unteren Anteil bevorzugt konisch (4b) gestaltet ist, wobei der Schraubenschaft (2) mindestens eine Schlitzung (7) bis zur Bohrung (4) aufweist.

8. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6, 7, dadurch gekennzeichnet, daß die konusförmige Aussparung (4b) der Bohrung (4) eine erhöhte Rauhtiefe (5) aufweist.

9. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen (9, 15) eine Sollbruchstelle (13, 13a) aufweist, im oberen Anteil zylindrisch geformt ist und im unteren Anteil einen zu Konusaussparung (5, 6) korrespondierenden Konusanteil (10) besitzt, der mit seiner bevorzugt erhöhten Rauhtiefe (11) und bei optimierter Materialwahl zum sicheren Verkrallen in der Rauhtiefe (5) geeignet ist.

10. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen (9) einen oberen Anteil (12) besitzt, der z. B. als Zweiflach o. dgl. ausgebildet ist.

11. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrbolzen (15) im oberen Anteil ein Gewinde (14) aufweist, das geeignet ist, mittels einer Mutter den Sperrbolzen (15) in die Bohrung (4) hineinzuziehen und den Schraubenschaft (2) im unteren Anteil über die Schlitzungen (7) zu spreizen, bis der Sperrbolzen (15) an seiner Sollbruchstelle (13a) bricht.

12. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenschaft (2) mindestens eine Schlitzung (7) aufweist, die vom Gewinde bis zur Bohrung (4) reicht.

13. Bausatz zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchstelle (13, 13′) so ausgelegt ist, daß sie zur definierten Spreizung des Schraubenschaftes (2) geeignet ist.