DE4446156A1

DE4446156A1 - Threaded union of two parts

Info

Publication number: DE4446156A1
Application number: DE19944446156
Authority: DE
Inventors: Steffen Bittner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1996-06-27

Abstract

One part (2) of the threaded union (1) comprises an outer or inner thread (4), while the other part (3) has a corresp. counter-thread. The two parts abut at one contact face (8,9), At least one part consists of material, contg. a solid lubricant in the region of the contact face. The material, contg. the solid lubricant, is pref. plastics, typically a thermoplastic alloy and may contain extra composite fibres. Alternatively the part may be completely of plastics contg. the solid lubricant. The first part may be a glass container, and the second one a plastics stopper.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung zweier Teile, bei der das eine Teil mit einem Außen- oder Innengewinde und das andere Teil mit einem entsprechenden Gegengewinde versehen ist und die beiden Teile an mindestens einer Kontaktfläche aneinander anliegen.The invention relates to a screw connection of two parts, where the one part with an external or internal thread and provide the other part with a corresponding counter thread and the two parts on at least one contact surface abut each other.

Derartige Schraubverbindungen sind bekannt und werden in den unterschiedlichsten Einsatzbereichen verwendet. Dabei wird unter anderem zwischen Befestigungs- und Bewegungsschrauben unterschieden. Befestigungsschraubverbindungen dienen insbesondere der sicheren Verbindung. Die Einsatzbereiche reichen dabei von selbstschneidenden Holzschrauben bis zu Verschlüssen von Gläsern. Dagegen dienen Schraubverbindungen mit Bewegungsgewinden als Mittel, eine Bewegung zu erzielen, und zwar wird dabei eine drehende Bewegung in eine lineare Bewegung verwandelt und umgekehrt (bspw. Leitspindel der Drehbank oder Schraube einer Presse) oder eine drehende Bewegung in eine andere umgesetzt (bspw. beim Schneckentrieb oder bei Schraubenrädern). Nachteil derartiger konventioneller Schraubverbindungen ist, daß zum Lösen oder Anziehen eine relativ große Kraft zur Überwindung der Haft- bzw. Gleitreibung zwischen den Kontaktflächen der Gewinde aufgewandt werden muß. Zur Verringerung des erforderlichen Kraftaufwands ist der Einsatz von zusätzlichen Schmierstoffen bekannt. Nachteile bei der Verwendung von zusätzlichen Schmierstoffen sind, daß sie nach einer bestimmten Anzahl von Betätigungen der Schraubverbindung oder nach einer gewissen Zeit erneuert werden müssen, da in der Regel keine dauerhafte Schmierung möglich ist, daß sie an die Umwelt abgegeben werden, wobei sie teilweise nicht umweltfreundlich oder lebensmittelecht sind, und daß sie altern und sich chemisch verändern und dies häufig unbeabsichtigte Eigenschaftsänderungen mit sich bringt.Such screw connections are known and are in the used in a wide variety of applications. Doing so among other things between fastening and movement screws distinguished. Fixing screw connections are used especially the secure connection. The areas of application range from self-tapping wood screws to Closures of glasses. In contrast, screw connections serve with movement threads as a means of achieving movement, namely a rotating movement into a linear one Movement transforms and vice versa (e.g. leading spindle of the Lathe or screw of a press) or a rotating one Movement converted into another (e.g. with worm gear or with helical gears). Disadvantage of such conventional Screw connections is that for loosening or tightening relatively large force to overcome the liability or Sliding friction between the contact surfaces of the thread must be used. To reduce the necessary The effort is the use of additional lubricants known. Disadvantages when using additional Lubricants are that after a certain number of Actuations of the screw connection or after a certain Time must be renewed, as a rule, no permanent Lubrication is possible that they are released to the environment be, sometimes not environmentally friendly or are food safe, and that they age and become chemical change and this is often unintentional Changes in properties.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine Schraubverbindung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die o.g. Nachteile überwunden werden. Accordingly, it is an object of the invention to provide a screw connection of the type mentioned at the outset in such a way that the above-mentioned Disadvantages are overcome.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest ein Teil im Bereich der Kontaktfläche aus einem Stoff besteht, der mit Festschmierstoffen durchsetzt ist.This object is achieved in that at least a part in the area of the contact surface from one There is substance that is interspersed with solid lubricants.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden die erforderlichen Kräfte zum Anziehen oder Lösen der Schraubverbindung aufgrund der verringerten Haft- und Gleitreibung deutlich herabgesetzt. Ferner wird in der Regel kein oder bei extrem ungünstigen Einsatzbedingungen nur eine minimale Menge des Festschmierstoffs an die Umwelt abgegeben. Aufgrund der stark verringerten Reibung wird ferner die Lebensdauer einer häufig benutzten Schraubverbindung erhöht. Dies gilt insbesondere für Bewegungsgewinde bzw. häufig benutzte Befestigungsschraubverbindungen.Through the measures according to the invention required forces to tighten or loosen the Screw connection due to the reduced adhesive and Sliding friction significantly reduced. Furthermore, usually no or only one under extremely unfavorable operating conditions minimal amount of solid lubricant released into the environment. Due to the greatly reduced friction, the The service life of a frequently used screw connection is increased. This applies particularly to movement threads or frequently used fastening screw connections.

Vorteilhaft ist die Verwendung eines mit Festschmierstoffen durchsetzten Kunststoffs, bspw. einer thermoplastischen Legierung, aufgrund der großen Auswahl im Bereich der möglichen physikalischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften. Eine optimale Auswahl ist für jeden Einsatzbereich ist möglich. Je nach Zusammensetzung des mit Festschmierstoff durchsetzten Kunststoffs in Verbindung mit mit dem anderen Teil ist eine elektrische Leitung oder aber auch eine elektrische Isolation möglich. Bei Verwendung entsprechender Materialien ist der Einsatz einer entsprechenden Schraubverbindung auch in der Lebensmittelindustrie möglich, bspw. als Verschluß eines Behälters oder aber auch bei einer Schraube einer Presse.It is advantageous to use a solid lubricant penetrated plastic, for example a thermoplastic Alloy, due to the large selection in the field of possible physical, mechanical and chemical Properties. An optimal selection is for everyone Area of application is possible. Depending on the composition of the Solid lubricant interspersed with plastic in connection with with the other part is an electrical wire or else electrical insulation is also possible. Using appropriate materials is the use of a corresponding screw connection also in the Food industry possible, for example as a closure of a Container or even with a screw of a press.

Weitere Vorteile, insbesondere bezüglich der erhöhten Festigkeit, bieten zusätzlich im Kunststoff eingelagerte Verbundfasern.Other advantages, especially with regard to the increased Strength, additionally offer embedded in the plastic Composite fibers.

Besonders vorteilhaft, vor allem bei teuren Kunststoffen oder bei großen Kräften, ist die Beschichtung eines billigeren Grundmaterials im Bereich der Kontaktflächen. Die Materialkosten werden dadurch erheblich gesenkt. Die ebenfalls mögliche Rundumbeschichtung senkt dagegen die Fertigungskosten bzgl. des Beschichtens bei etwas höheren Materialkosten.Particularly advantageous, especially with expensive plastics or with large forces, the coating is a cheaper one Base material in the area of the contact surfaces. The This significantly reduces material costs. The same possible all-round coating, on the other hand, lowers manufacturing costs regarding the coating at somewhat higher material costs.

Vorteilhafte Anwendungen derartiger Schraubverbindungen sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous applications of such screw connections are can be found in the further subclaims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:The following are exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings described in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel; Fig. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel; Figure 2 shows a longitudinal section through a second embodiment.

Fig. 3 den schematischen Aufbau eines Kunststoffs mit Festschmierstoffen; und FIG. 3 shows the schematic structure of a plastic with solid lubricants; and

Fig. 4 den schematischen Aufbau eines zweiten Kunststoffs mit Festschmierstoffen. Fig. 4 shows the schematic structure of a second plastic with solid lubricants.

Fig. 1 zeigt eine Schraubverbindung 1 mit Trapezgewinde. Sie verbindet zwei Teile 2, 3, wobei das erste Teil 2 ein mit einem Außengewinde 4 versehener Bolzen 6 ist. Das zweite Teil 3 ist eine mit einem Innengewinde 5 versehene Mutter 7. Der Bolzen 6 besteht aus einem handelsüblichen Stahl für Schrauben. Dagegen besteht die Mutter 7 aus einem Kunststoff, der mit Festschmierstoffen durchsetzt ist. Auf die genauere Zusammensetzung des Kunststoffs wird später eingegangen. Das Außengewinde 4 liegt im Bereich von Kontaktflächen 8 mit seinen Flanken 9 an Flanken 10 des Innengewindes 5 an. Fig. 1 shows a screw connection 1 with a trapezoidal thread. It connects two parts 2 , 3 , the first part 2 being a bolt 6 provided with an external thread 4 . The second part 3 is a nut 7 provided with an internal thread 5 . The bolt 6 consists of a commercially available steel for screws. In contrast, the nut 7 consists of a plastic that is permeated with solid lubricants. The more precise composition of the plastic will be discussed later. The external thread 4 lies in the area of contact surfaces 8 with its flanks 9 on flanks 10 of the internal thread 5 .

Fig. 2 zeigt eine Schraubverbindung 11 mit einem Sägengewinde. Sie verbindet zwei Teile 12 und 13. Dabei ist das Teil 12 mit einem Außengewinde 14 versehen und das Teil 13 mit einem entsprechenden Innengewinde 15. Das Teil 12 ist ein Bolzen 16, der aus Stahl gefertigt ist, das Teil 13 eine Mutter 17, deren Grundmaterial ebenfalls Stahl ist. Bolzen 16 und Mutter 17 berühren sich an ihren Flanken 19, 20 im Bereich von Kontaktflächen 18. Zur Verringerung des Reibungswiderstands sind die Flanken 20 der Mutter 17 im Bereich der Kontaktflächen 18 mit einer Schicht 21, bestehend aus einem Kunststoff, der mit Festschmierstoffen durchsetzt ist, beschichtet. Eine Rundumbeschichtung ist ebenfalls möglich. Fig. 2 shows a screw connection 11 with a saw thread. It connects two parts 12 and 13 . The part 12 is provided with an external thread 14 and the part 13 with a corresponding internal thread 15 . Part 12 is a bolt 16 made of steel, part 13 is a nut 17 , the base material of which is also steel. Bolt 16 and nut 17 touch on their flanks 19 , 20 in the area of contact surfaces 18 . To reduce the frictional resistance, the flanks 20 of the nut 17 are coated in the area of the contact surfaces 18 with a layer 21 consisting of a plastic, which is interspersed with solid lubricants. All-round coating is also possible.

Neben der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Kombination mit Festschmierstoffen durchsetztem Kunststoff-Stahl sind beliebige andere Kombinationen mit dem mit Festschmierstoffen durchsetzten Kunststoff möglich, wie bspw. mit Glas, beliebigen anderen Metallen/-Legierungen, Kunststoffen oder auch mit mit Festschmierstoffen durchsetztem Kunststoff.In addition to the combination of plastic steel interspersed with solid lubricants shown in FIGS. 1 and 2, any other combinations with the plastic interspersed with solid lubricants are possible, such as, for example, with glass, any other metals / alloys, plastics or also with plastic interspersed with solid lubricants .

Ferner ist neben der Verwendung von mit Festschmierstoffen durchsetzten Kunststoffen auch die Verwendung von Sintermetallen, die mit Festschmierstoffen durchsetzt sind, möglich.Furthermore, in addition to the use of solid lubricants enforced plastics also the use of Sintered metals interspersed with solid lubricants, possible.

Fig. 3 zeigt den schematischen Aufbau eines mit Festschmierstoffen 22 durchsetzten Kunststoffes 23, wobei es sich bei dem Kunststoff 23 um eine thermoplastische Legierung handelt, die mit einem Gemisch aus Festschmierstoffen 22 und Verbundfasern 24 durchsetzt ist. Die Verbundfasern 24 erhöhen dabei die Abriebfestigkeit, Druckfestigkeit, Wärmeformbeständigkeit und Kriechfestigkeit. Ferner haben sie selbst gute tribologische Eigenschaften. Fig. 3 shows the schematic structure of an interspersed with solid lubricants 22 plastic 23, wherein it is a thermoplastic alloy in the plastic 23 with a mixture of solid lubricants 22 and composite fibers 24 is penetrated. The composite fibers 24 increase the abrasion resistance, compressive strength, heat resistance and creep resistance. They also have good tribological properties themselves.

Fig. 4 zeigt einen Kunststoff 23 der ausschließlich mit einem Gemisch aus Festschmierstoffen 22 durchsetzt ist. Ein derartiges Material bietet eine höhere Schwingungsdämpfung und ein noch besseres Schmutzeinbettungsverhalten als das Material von Fig. 3. Fig. 4 shows a plastic 23 which is permeated exclusively with a mixture of solid lubricants 22 . Such a material offers higher vibration damping and an even better embedding behavior than the material from FIG. 3.

Außer dem Zusatz von Verbundfasern 24 im mit Festschmierstoffen 22 durchsetzten Kunststoff 23 sind beliebige andere Zusätze denkbar, bspw. um den Kunststoff zum elektrischen Leiter zu machen, um ihm eine spezielle Farbe zu geben oder um bei Erreichen einer bestimmten Temperatur den Betreiber durch einen Farbwechsel zu warnen.In addition to the addition of composite fibers 24 in the plastic 23 interspersed with solid lubricants 22 , any other additives are conceivable, for example to make the plastic an electrical conductor, to give it a special color, or to give the operator a color change when a certain temperature is reached to warn.

Claims

1. Screw connection ( 1 , 11 ) of two parts ( 2 , 3 and 12 , 13 ), in which one part ( 2 , 12 ) with an external or internal thread ( 4 , 14 ) and the other part ( 3 , 13 ) is provided with a corresponding counter thread ( 5 , 15 ) and the two parts ( 2 , 3 , 12 , 13 ) lie against one another on at least one contact surface ( 8 , 9 , 18 , 19 ), characterized in that at least one part ( 2 or 3 , 12 or 13 ) in the area of the contact surface ( 8 , 9 , 18 , 19 ) consists of a substance which is permeated with solid lubricants ( 22 ).

2. Screw connection according to claim 1, characterized in that the substance permeated with solid lubricants ( 22 ) is a plastic ( 23 ).

3. Screw connection according to claim 2, characterized in that the plastic ( 23 ) is a thermoplastic alloy.

4. Screw connection according to one of the preceding claims, characterized in that the plastic ( 23 ) interspersed with solid lubricants ( 22 ) is additionally interspersed with composite fibers ( 24 ).

5. Screw connection according to one of the preceding claims, characterized in that the part ( 2 , 3 , 12 , 13 ) is made continuously of the substance permeated with solid lubricants ( 22 ).

6. Screw connection according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the part ( 2 , 3 , 12 , 13 ) in the region of the contact surface ( 8 , 9 , 18 , 19 ) is coated with the substance permeated with solid lubricants ( 22 ) .

7. Screw connection according to one of the preceding Claims, characterized in that there is a Screw connection with movement threads is.

8. Screw connection according to one of the preceding claims, characterized in that the first part ( 2 , 12 ) is a glass container and the second part ( 3 , 13 ) is a with a solid lubricant ( 22 ) interspersed with plastic ( 23 ) coated closure.