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Bereich der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Technik zum sanften Ausführen einer Schraubbewegung
(Verschrauben) zwischen einem Innengewindeglied und einem Außengewindeglied,
wie es eine Schraubenmutter und ein Gewindebolzen sind.
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Beschreibung
des einschlägigen
Standes der Technik
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Wenn ein Außengewindeglied in der Art
eines Gewindebolzens in seinem Einbauzustand in ein Innengewindeglied
in der Art einer Mutter eingeschraubt ist und beide Maschinenelemente
gegeneinander festgezogen sind, so kann der Bolzen in der Mutter
fressen. Wird das Einschrauben trotz Fressen weitergeführt, so
können
die Gewinde ernsthaft beschädigt
oder sogar zerstört
werden. USP 4,907,930 erläutert,
dass ein Befestigungsmittel mit Innengewinde in der Art einer Mutter
zur Vermeidung des Verkantens gegenüber dem Außengewinde des mit diesem versehenen
Bolzens mit einem Gegenmittel gegen das Verkanten versehen ist.
Die Mutter schließt einen
Körper
ein, in dem sich eine Gewindebohrung befindet. Zumindest eines der
offenen Enden der Bohrung ist als Mundstück ausgebildet. Das Mundstück ist ein
Gewindeabschnitt mit einem Teilgewinde und ein Lippensegment. Der
Teilgewindeabschnitt ist zumindest eine Teilwindung. Der Lippenabschnitt
ist gewindelos ausgebildet und kann sich nach außen kegelförmig erweiternd von der Bohrung
aus nach außen
erstrecken. Die Mutter verhindert Fressen der Gewinde durch die
Ausbildung des Lippenabschnittes 40 ohne Gewinde, der einen
Bolzen führt,
wenn er in die Mutter eingesetzt ist, und veranlaßt das Gewinde
des Bolzens, zumindest mit einem Teilgewinde gegenüber dem
Gewinde der Mutter übereinzustimmen.
Diese Ausbildung der Mutter kann das Fressen des Gewindes während des
Beginns der Herstellung der Verschraubung verhindern. Es ist jedoch
unmöglich,
die Mittellinien (Achsen) von Mutter und Gewindebolzen vor Beginn
der Herstellung der Verschraubung korrekt zueinander auszurichten
und bei Beginn der Herstellung der Verschraubung bereits korrekt
zueinander ausgerichtet vorliegen zu haben.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Demzufolge ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung,
eine Technologie aufzuzeigen, die es möglich macht, ein Paar von Gewindebauteilen
in der Art eines Gewindebolzens und einer Mutter zum störungsfreien,
ruckfreien, also "glatten" Zusammenwirken zu
bringen, indem unkorrekte Zuordnung zueinander oder Verkanten absolut
zuverlässig
vermieden bzw. kompensiert werden.
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Eine Mutter gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
dass eine ringförmige
geneigte Stufe im Bereich der Innenwand nahe dem Öffnungsende
der Mutter vorgesehen ist, um sich im wesentlichen entlang einer
ovalen Schleife (einer kreisförmigen
Linie) zu erstrecken, die durch Kreuzen von Innenwand der Mutter
und einer Ebene definiert ist, die unter einem Winkel zu der Querebene
senkrecht zur Mittellinie der Mutter geneigt ist, sodass die ringförmige geneigte
Stufe dem Bereich außerhalb
der Mutter zugewendet ist, um korrigierendes Schrauben (Einwirken)
zu erleichtern, wobei der Durchmesser der Innenkante der geneigten
Stufe entlang der Querebene senkrecht zur Mittellinie der Mutter
(unter einem rechten Winkel zur Achse) kleiner als der größere Durchmesser
des Innengewindes der Mutter ist und sich das Innengewinde von der
geneigten Stufe aus nach innen erstreckt.
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Dadurch, dass die ringförmige geneigte
Stufe entlang der ovalen Schleife angeordnet und von der Achse der
Mutter weg gekippt ist, kann diese (zusammen mit der inneren Kante)
als Schwenk- oder Kippnocken wirken, wenn Mutter und Gewindebolzen miteinander
verschraubt werden sollen und die Achsen beider nicht exakt koaxial
zueinander zusammenfallen, sondern gegeneinander geneigt sind; nach
einer vollen Umdrehung der Mutter gegenüber dem Gewindebolzen wird
eine solche Kraft bzw. ein solches Moment erzeugt, dass das Kippen
der Mutter gegenüber
dem Schraubenbolzen beseitigt ist. Dementsprechend kann selbst dann,
wenn Mutter und Gewindebolzen gegeneinander verkantet sind, diese Fehleinstellung
beider Maschinenelemente relativ zueinander korrigiert werden und
zwar durch korrigierendes Schrauben so, dass Mutter und Bolzen in stetiger
Schraubbewegung relativ zueinander ausgerichtet werden. Der Ausdruck
Stufe schließt
die innere Kante (die innere Fläche
an der Kante) ein und das erfindungsgemäße Teil könnte sowohl als "Stufe" als auch als "stufenförmiger Abschnitt" bezeichnet werden.
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Die Mutter in der oben beschriebenen
Ausbildung kann derart modifiziert werden, dass eine rohrförmige Führung vorgesehen
ist, die konzentrisch um die Mittellinie der Mutter in einem Bereich
der Innenwand der Mutter auf der Seite des offenen Endes der ringförmigen geneigten
Stufe, wo kein Innengewinde ausgebildet ist, angeordnet ist, wobei
der Innendurchmesser der angeordneten rohrförmigen Führung größer als der Durchmesser der
Innenkante der ringförmigen
schrägen
Stufe bei einem rechten Winkel zu der Achse und geringfügig größer als
der größte Durchmesser
des Innengewindes der Mutter ist, und wobei die rohrförmige Führung mit
der ringförmigen
geneigten Stufe verbunden ist.
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Indem die rohrförmige Führung innerhalb der geneigten
Stufe zusätzlich
zu der geneigten Stufe angeordnet ist, die ihrerseits als ein Neigungs-
oder Kippnocken wirkt, kann die Mißstellung oder Kippung der
Mutter von dem Gewindebolzen bereits vor der Beendigung des korrigierenden
Kippens mittels der geneigten Stufe grob vorbereitet werden; die
rohrförmige
Führung
bereitet die Korrektur der Schrägstellung
zwischen Mutter und Gewindebolzen vor und diese Korrektur wird anschließend während der
Herstellung der Schraubverbindung und mittels der geneigten Stufe
vollendet. Im Hinblick auf die Führungsfunktion
kann die Rohrführung
als eigenständiges Bauteil
vorgesehen sein. Werden jedoch die Rohrführung und die geneigte Stufe
zusammen für
zwei Funktionsschritte verwendet, kann die Länge (Anschlag) der Rohrführung minimiert
werden, und die Länge
des Innengewindes, die beträchtlich
Einfluß auf
die Anzugskraft der Schraubverbindung hat, kann vergrößert werden.
Auch kann die Rohrführung
als ein Drehpunkt der Nockenwirkung der geneigten Stufe (physikalisches
Moment) wirken, während
die Mutter einen Gewindebolzen in seinem gekippten Zustand akzeptiert.
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Alternativ kann die Mutter modifiziert
werden, indem die schräge
Führung
konzentrisch zum Innengewinde der Mutter in einem Öffnungsendbereich
der Innenwand der Mutter vorgesehen ist so, dass ihr Innendurchmesser
zum Öffnungsende
hin größer wird
und sich die geneigte Stufe vom kleineren Innendurchmesser der schrägen Führung nach innen
erstreckt. Indem die schräge
Führung
und die geneigte Stufe gemeinsam wirken, können sie jede Fehlstellung
oder Schrägstellung
der Mutter gegenüber
dem Gewindebolzen vollständig
korrigieren. Es ist auch eine gute Idee, dass die schräge Führung am Ende
mit kleinerem Durchmesser mit der Rohrführung verbunden ist, die ihrerseits
an ihrem innersten Ende mit der geneigten Stufe verbunden ist, um
eine Dreischrittanordnung zu bilden. Ihre aufeinander abgestimmten
Wirkungsweisen können
die Fehlanordnung oder Schrägstellung
der Mutter günstig
korrigieren.
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Während
die Ausführungsformen
in der Form einer Mutter und eines Gewindebolzens realisierbar sind,
ist die vorliegende Erfindung gekennzeichnet durch eine korrigierende
Einschraub(Einwirkungs-)stufe, die in einem Bereich der Außenfläche nahe
dem führenden
Ende des Gewindebolzens vorgesehen ist und sich im wesentlichen
entlang einer oval geformten Schleife (einer Ringlinie) erstreckt, die
durch die Schnittlinie zwischen der Außenfläche des Gewindebolzens und
einer Ebene definiert ist, die gekippt ist unter einem Winkel zur
Querebene senkrecht zur Mittellinie des Gewindebolzens, wobei der
Durchmesser der Außenkante
der korrigierenden Gewindestufe entlang der Querebene senkrecht
zur Mittellinie des Gewindebolzens (in einem rechten Winkel zu der
Achse) größer ist
als der kleinere Durchmesser des Außengewindes des Gewindebolzens
und sich das Außengewinde
nach rückwärts von
der korrigierenden Gewindestufe aus erstreckt.
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Indem die korrigierende Gewindestufe
entlang der oval geformten Schleife, die von der Längsachse
des Gewindebolzens ausgehend gekippt ist, vorgesehen ist, kann sie
als ein Schrägstell-
oder Kippnocken (zusammen mit der Außenkante) wirken, wenn der
mit einer Mutter zu verschraubende Gewindebolzen mit seiner Längsachse
gegenüber
der Längsachse
der Mutter verkantet ist und um eine volle Umdrehung relativ zur
Mutter gedreht ist, um so eine Momentkraft, um das Kippen des Gewindebolzens
zu beseitigen. Dementsprechend können
Mutter und Gewindebolzen durch das korrigierende Gewinde selbst
dann in eine korrekte Beziehung zueinander gebracht und glatt miteinander
verschraubt werden, wenn Gewindebolzen und Mutter ursprünglich relativ
zueinander verkantet sind.
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Die Bolzen in der oben genannten
Anordnung können
in der Weise modifiziert werden, dass eine zylindrische Führungsverlängerung
konzentrisch zur Längsmittellinie
des Gewindebolzens in einem Bereich vorgesehen ist, der durch die
Außenfläche des
Gewindebolzens am führenden
Ende der ringförmigen
korrigierenden Gewindestufe gekennzeichnet ist, wobei der Außendurchmesser
der vorgesehenen Führungsverlängerung
geringfügig
kleiner ist als der kleinere Durchmesser des Außengewindes des Gewindebolzens.
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Indem die Führungsverlängerung am vorderen Ende der
korrigierenden Gewindestufe (oder vor dieser Stufe) zusätzlich zu
der korrigierenden Gewindestufe, die als Schrägstell- oder Kippnocken wirkt, vorgesehen
ist, kann sie die Fehlstellung oder Kippstellung des Gewindebolzens
gegenüber
der Mutter grob korrigieren, noch ehe ringförmige korrigierende Gewindestufe
die Fehlstellung oder Kippstellung der Längsachsen durch ihre Nockenfunktion
vollständig beseitigt
und leistet damit einen Beitrag zur einfachen korrigierenden Schraubkorrektur.
Im Hinblick auf eine Führungsfunktion
kann die Führungsverlängerung als
eigenständiges
Bauteil vorgesehen sein. Wenn jedoch die Führungsverlängerung und die korrigierende
Gewindestufe in einer kombinierten Zweistufenbeziehung vorgesehen
sind, kann die Länge
(die Distanz) der Führungsverlängerung
geringer sein und die Länge
des Außengewindes,
die die Verspannungskraft in der Gewindeverbindung stark beeinflußt, kann
vergrößert werden.
Auch kann die Führungsverlängerung
als ein Schwenkpunkt für
die Nockenwirkung (des damit verbundenen physikalischen Mo ments)
der ringförmigen
korrigierenden Gewindestufe wirken, während der Gewindebolzen eine
Mutter im verkanteten, gekippten Zustand aufnimmt.
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Darüberhinaus ist, nachdem die
Ausführungsformen
in der Form einer Mutter oder eines Gewindebolzens separat voneinander
beschrieben wurden, eine Kombination eines Gewindegliedes mit Innengewinde
(Mutter) und eines Gewindegliedes mit Außengewinde (Gewindebolzen)
gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich,
insbesondere eine Gewindeeinheit, die ein Innengewindeglied und
ein Außengewindeglied
umschließt
(eine Einheit mit dem Zusammenwirken eines Innengewindegliedes und eines
Außengewindegliedes).
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Die Gewindeeinheit aus einem Innengewindeglied
und einem Außengewindeglied
ist dadurch gekennzeichnet, dass das Innengewindeglied eine ringförmige geneigte
Stufe oder innengewindeseitige korrigierende Gewindestufe aufweist,
die (wie oben beschrieben) vorgesehen ist, um sich im wesentlichen
entlang einer oval geformten, von der Achse des Innengewindegliedes
aus gekippten Schleife erstreckt (einer Mutter oder dergleichen),
während
das Außengewindeglied
eine außengewindeseitige
korrigierende Gewindestufe aufweist, die vorgesehen ist, um sich
(wie oben beschrieben) im wesentlichen entlang einer oval geformten,
von der Achse des Außengewindegliedes
aus gekippten Schleife zu erstrecken (einem Gewindebolzen oder dergleichen).
In der Aktion, wenn das Innengewindeglied und das Außengewindeglied,
die miteinander zu verschrauben sind, relativ zueinander gedreht
werden, können
die jeweiligen korrigierenden Gewindestufen direkt miteinander zusammenwirken.
Insbesondere, wenn eine Mutter und ein Gewindebolzen, die miteinander
verschraubt werden sollen, in ungünstiger Stellung zueinander
positioniert sind, indem ihre Längsachsen zwischen
sich einen Winkel einschließen
und eine volle Umdrehung relativ zueinander ausgeführt haben,
wirken ihre jeweiligen korrigierenden Gewindestufen (einschließlich deren
Kanten) als Schwenk- oder Kippnocken zusammen, um so eine Momentkraft
zu erzeugen, um den Kippzustand relativ zueinander zu beseitigen.
Als Ergebnis hiervon können Mutter
und Gewindebolzen, die beträchtlich
gegeneinander verkantet sind, durch ihre korrigierenden Stufen beim
Drehen relativ zueinander so gegeneinander ausgerichtet werden,
dass sie zwängungsfrei miteinander
verschraubt werden können.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Stirnansicht einer Mutter, die entsprechend der vorliegenden
Erfindung ausgebildet ist;
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2 ist
eine Längsschnittdarstellung
der Mutter;
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3 ist
eine größere Schnittdarstellung
der in 2 dargestellten
Mutter;
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4 ist
eine perspektivische Darstellung zur Erklärung des Konzepts der geneigten
Stufe;
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5 ist
eine Seitenansicht der in 4 gezeigten
Mutter;
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6 ist
eine schematische Ansicht, die die oval geformte Schleife zeigt,
die die geneigte Stufe definiert;
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7 ist
eine schematische Ansicht einer Anordnung mit einer geneigten Stufe,
die sich entlang der in 6 gezeigten
Schleife erstreckt;
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8 ist
eine erklärende
Ansicht, die schematisch die Arbeitsweise der Mutter zeigt;
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9 ist
eine erklärende
Ansicht, die einen Gewindebolzen zeigt, der relativ gegenüber der
Mutter gekippt bzw. verkantet ist, ehe er in die Mutter eingeschraubt
ist;
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10 ist
eine Mutter, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung einschließt;
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11 ist
eine Stirnansicht einer Mutter, die eine nochmals andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einschließt;
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12 ist
eine Stirnansicht einer Hutmutter, die eine nochmals andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung einschließt;
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13 ist
ein Mittellängsschnitt
der in 12 dargestellten
Hutmutter;
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14 ist
eine größere Darstellung
eines Querschnittes der in 13 dargestellten
Mutter;
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15 ist
eine Querschnittdarstellung, die ein Verfahren der Herstellung der
Mutter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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16 ist
eine schematische Seitenansicht eines Gewindebolzens, der entsprechend
der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
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17 ist
eine perspektivische Darstellung, die in schematischer Weise eine
Schleife in ovaler Form zeigt, die eine korrigierende Gewindestufe
des Gewindebolzens definiert und gekippt ist;
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18 ist
in größerer Darstellung
ein Querschnitt des Gewindebolzens, der in 16 dargestellt ist;
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19 ist
eine erläuternde
Darstellung, die eine Arbeitsweise des Gewindebolzens zeigt;
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20 ist
eine Seitenansicht eines Gewindebolzens, die schematisch eine andere
Ausführungsform
zeigt;
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21 ist
eine Ansicht eines primären
Teiles eines Gewindebolzens, die eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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22 ist
eine erläuternde
Darstellung einer Gewindeeinheit aus Mutter und Gewindebolzen, die schematisch
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt und
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23 ist
eine erläuternde
Darstellung der Mutter und des Gewindebolzens, die relativ zueinander
gekippt bzw. verkantet sind vor der Verschraubung, ehe sie miteinander
normal verschraubt werden.
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Einzelbeschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
werden beschrieben, als erstes Muttern, dann Gewindebolzen und schließlich eine
Gewindebaueinheit aus Mutter und Gewindebolzen unter Bezugnahme
auf die dazugehörigen
Zeichnungen.
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1 bis 3 erläutern eine Mutter 1 einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Mutter 1 weist einen Werkzeugansatzbereich
bzw. einen Sechskant 4 auf und einen Flanschbereich 2 in
einem Gewindeendbereich des Sechskantbereiches 4. An diesem
Ende des Gewindes ist eine Stufe 5 angeordnet, deren innere
Oberfläche
schräg
verläuft
und zu der Mittellinie 0 der Mutter 1 einen Winkel
einschließt. Die
geneigte Stufe 5 wird unter Bezugnahme auf 4 bis 7 mehr
im einzelnen nachfolgend beschrieben.
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Es wird davon ausgegangen, dass eine
Ebene P mit einer Querebene einen Winkel einschließt, die
unter einem rechten Winkel zur Mittellinie 0 der Mutter
N verläuft,
wie es aus 4 und 5 zu ersehen ist. Gemäß 6 ist mit dem Bezugszeichen
R eine ovale Schleife (eine Ringlinie) bezeichnet, die sich entlang
der Trennung zwischen der Ebene P und der Innenwand der Mutter N
erstreckt. Die geneigte Stufe (Stufenfläche) 5 hat demzufolge
die Form eines Kreises auf der Innenwand der Mutter 1 (N)
nahe dem offenen nach außen
gerichteten Mutterende und erstreckt sich im wesentlichen entlang
der Schleife R, wie es schematisch in 7 dargestellt
ist. Der Innendurchmesser d der Innenwand der geneigten Stufe 5,
gemessen unter einem rechten Winkel gegenüber der Mittellinie 0 der
Mutter 1, ist kleiner als der größere Durchmesser D des Innengewindes 3 der
Mutter 1.
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Der Grad der Neigung (oder der Winkel θ) der ovalen
Schleife R zu der lotrecht zur Mittellinie 0 verlaufenden
Platte, die die geneigte Stufe 5 bestimmt, kann durch das
Faktum bestimmt sein, dass die axiale Distanz L der Schleife R,
die eine Distanz zwischen dem äußersten
Punkt nächst
dem Öffnungsende
und dem innersten Punkt von diesem am weitesten entfernt, geringer
ist als das Doppelte der Steigung des Innengewindes 3 der
Mutter 1. Beispielsweise kann das Minimum der Entfernung
L gleich dem 0,3-fachen der Steigung sein. Entsprechend liegt die
Distanz L zwischen dem 0,3 bis 2-fachen der Steigung, vorzugsweise
dem 0,8 bis 1,2-fachen der Steigung, und nochmals vorzugsweise ist sie
gleich der Steigung.
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Falls die Distanz L, die die Neigung
der Schleife definiert, nicht größer als
das 0,3-fache der Steigung ist, wird der Effekt des korrigierenden Schraubens
nur schwierig zu erreichen sein, wie später erklärt werden wird. Falls die Distanz
L größer als das
2-fache der Steigung ist, kann die Querbeanspruchung (einer Kippkraft)
im rechten Winkel zur Achse während
des Ausbildens der geneigten Stufe 5 größer werden (durch Kaltschmieden
oder -stanzen). Auch die Anzahl der Windungen, die sich über weniger
als 360° erstrecken,
wird vergrößert, während der
Gewindeschneiddruck verringert wird. Demzufolge ist der obengenannte
Bereich vorzuziehen. Alternativ kann der Winkel θ zwischen 2 und 15 Grad liegen,
vorzugsweise zwischen 5 und 10 Grad (am besten kann er 8 Grad) betragen.
Die genannten Gründe
gelten auch für
diese Winkelbereiche.
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Wie in 7 gezeigt,
erstreckt sich die geneigte Stufe 5 entlang der ovalen
Schleife auch unter einem vorgegebenen Winkel α schräg zu der Querebene P' senkrecht zu der
Achse der Mutter 1, sodass sich ihre Fläche zur Mitte der Öffnung der
Mutter 1 geneigt erstreckt. Der Winkel α kann im Bereich von 0,5F bis
1,5F liegen, wobei F der Flankenwinkel des Innengewindes der Mutter 1 ist.
In besonderem Maße vorzugsweise
ist der Winkel α der
Schräge
der geneigten Stufe 5 gleich dem Flankenwinkel F. Wenn der
Schrägewinkel α zu groß ist, kann
die Funktion zum korrigierenden Schrauben verringert werden. Ist er
zu klein, so ist die Kante der geneigten Stufe 5 nahezu
unter einem rechten Winkel, um so die Einwärtsbewegung eines Gewindebolzens
zu behindern. Demzufolge ist der Winkel im oben definierten Bereich
am günstigsten.
Mit dem Bezugszeichen 8 ist eine innere Wand gekennzeichnet,
die von der geneigten Stufe 5 ausgeht (die die Tiefe (vom Öffnungsende)
der geneigten Stufe 5 bestimmt und als Teil der Stufe angesehen
werden kann).
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Während
die in 7 gezeigte Mutter
N ein Konzept der geneigten Stufe 5 aufzeigt ist die in 1 bis 3 gezeigte Ausführungsform im wesentlichen
mit einem aktuellen Produkt identisch. Wie aus 3 zu ersehen ist, hat die Mutter 1 eine
rohrförmige
Führungsfläche 6 ohne
Gewinde (hier als Rohrführung
bezeichnet), die am öffnungsseitigen
Ende der geneigten Stufe vorgesehen und konzentrisch zur Mittellinie 0 der
Mutter 1 angeordnet ist. Der Innendurchmesser D' der Rohrfüh rung 6 ist
größer als der
Innendurchmesser (d in 7,
gemessen senkrecht zur Achse, der Umfangskante der geneigten Stufe 5,
während
er etwas größer als
der größere Durchmesser
des Innengewindes der Mutter 1 ist. Die Rohrführung 6 steht
mit der ringförmigen
geneigten Stufe 5 in Verbindung. Das öffnungsseitige Ende der Rohrführung 6 (am Öffnungsende
der Mutter 1) ist kegelförmig, um eine Schrägführungsfläche 7 (nachfolgend
als Schrägführung bezeichnet)
zu haben, die zum Öffnungsende
der Mutter 1 weiter wird. Am engeren Ende schließt die Schrägführung 7 an die
Rohrführug 6 an.
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Die Länge L1 der Rohrführung 6 entlang
der Achse der Mutter 1 kann vorzugsweise das 0,5 bis 2-fache
der Steigung des Innengewindes der Mutter 1 sein. Bei dieser
Ausführungsform
ist die Länge
L 1 vorzugsweise gleich der Steigung. Die Länge L 2 zwischen dem öffnungsseitigen
Ende der Rohrführung 6 und
dem innersten Ende der geneigten Stufe 5 kann vorzugsweise
das 1 bis 3,5-fache der Steigung sein. Bei dieser Ausführungsform
kann L 2 zwischen dem 1 bis 2-fachen der Steigung sein. Der Schrägenwinkel β der trichterförmigen bzw.
schrägen
Führung 7 kann
20 bis 80° und
vorzugsweise 30 bis 70° sein. Bei
dieser Ausführungsform
liegt der Winkel β im
Bereich von 40 bis 60°.
Die Länge
L 3 (die Tiefe entlang der Achse der Mutter 1) der trichterförmigen Führung 7 kann
das 0,2 bis 2-fache der Steigung des Innengewindes der Mutter 1 sein,
vorzugsweise das 0,2 bis 1-fach der Steigung. Bei dieser Ausführungsform
ist der Winkel β im
wesentlichen gleich bis zum 0,5-fachen der Steigung.
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Weil die geneigte Stufe 5,
die Rohrführung 6 und
die trichterförmige
Führung 7 in
drei Schritten zum Öffnungsende
der Mutter 1 stetig aufeinanderfolgend angeordnet sind,
kann die Mutter 1 mit mit ihrer trichterförmigen Führung 7 das
Einsetzen eines Schraubenbolzens bzw. Bauteil mit Außengewinde führen, wobei
die Rohrführung 6 eine
auch große Mißstellung
oder ein Kippen des Gewindebolzens bzw. Bauteiles mit Außengewinde
gegenüber
der Mutter 1 korrigiert, und wobei die geneigte Stufe 5 als ein
drehender Nocken die korrekte Zuordnung von Bolzen und Mutter 1 endgültig vollendet.
Hierzu ist die Länge
der Rohrführung 6 in
der Beziehung zur Steigung so gering wie möglich zu halten, um eine Länge des
Gewindes zu haben, die verlustlos und wirksam ein korrigierendes
Einschrauben gewährleistet.
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8 erläutert schematisch
das korrigierende Einschrauben mit der geneigten Stufe 5.
Gemäß 8A steht ein Gewindebolzen 9 unter
einem Winkel relativ zur Mutter 1 (die Längsachsen
von Gewindebolzen 9 und Mutter 1 weichen voneinander
ab). Gemäß 8B dreht sich die Mutter 1 gegenüber dem
Gewindebolzen 9 und veranlaßt den direkten Kontakt zwischen
der geneigten Stufe 5 in einem flachen Bereich (einschließlich der
Kante) und dem Gewindebolzen 9. Die Mutter 1 erzeugt
nun mit dem flachen Bereich ihrer gneigten Stufe 5 eine
Kraft, die auf den Gewindebolzen 9 so einwirkt, dass dieser
gegenüber
der Mutter gerade gerichtet wird (Mutter 1 und Gewindebolzen 9 werden
in eine koaxiale Stellung relativ zueinander gebracht, ihre Längsachsen
fallen zusammen), wie es in 8C gezeigt
ist. Der Beginn des eigentlichen Verschraubens beider Teile miteinander
folgt ruck- und stoßfrei.
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9 erläutert eine
solche vorteilhafte Arbeitsweise unter eher praktischem Gesichtspunkt.
Im Fall, dass der Gewindebolzen 9 unter einem Winkel γ zur Längsachse
der Mutter 1 ausgerichtet ist, entwickelt die Tätigkeit
des korrigierenden Verschraubens von Gewindebolzen 9 und
Mutter 1 eine Kraft zum Beseitigen des Winkels γ (oder zum
Verbringhen des Gewindebol zens 9 in seine korrekte Stellung
gegenüber
der Mutter). Wenn der Winkel γ zwischen
Mutter 1 und Gewindebolzen 9 etwa 2 oder 3 Grad
beträgt, kann
das Zusammenschrauben ohne jede Schwierigkeit erfolgen. Allgemein
gesprochen wird das Zusammenbringen von Mutter 1 und Gewindebolzen 9 Schwierigkeiten
machen, wenn die Mutter 1 eine übliche Mutter ist und der Winkel
zwischen den Längsachsen
5° oder
mehr beträgt,
beispielsweise 8°.
Die Mutter 1 der vorliegenden Erfindung kann dagegen problemlos
auf den Gewindebolzen 9 unter Korrektur ihrer Fehlstellung
aufgeschraubt werden, wenn Mutter und Gewindebolzen mit einem Winkel γ von 8° gegeneinander
verkantet sind.
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10A erläutert eine
Mutter 11 mit einer geneigten Stufe 5, die an
der Rohrführung 6 ihren
Anfang nimmt, ohne dass jedoch die trichterförmige Führung 7 vorgesehen
ist. 10B ist die Darstellung
eines Längsquerschnittes
der Gesamtanordnung, während 10C eine Stirnansicht davon
ist.
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11 erläutert eine
Mutter 12 mit einer geneigten Stufe 5, jedoch
ohne rohrförmiger
Führung 6 und
ohne trichterförmige
Führung 7. 11A ist eine größere Darstellung, 11B ist eine Gesamtquerschnittdarstellung
und 11C ist eine Stirnansicht der
Mutter 12. Weil die rohrförmige Führung 6 am öffnungsseitigen
Ende der geneigten Stufe 5 nicht vorgesehen ist, hat die
in 11 dargestellte Mutter eine
den Verältnissen
angepaßte
Länge des
Gewindes. Wenn andererseits die geneigte Stufe 5 wie bei der
Mutter 11 gemäß 10 mit einer rohrförmigen Führung 6 versehen
ist, kann das Korrekturschrauben in zwei verschiedenen Schritten
durchgeführt werden.
Im zuletzt genannten Fall wirkt die in 10 dargestellte rohrförmige Führung (im wesentlichen identisch
der in 3 dargestellten
rohrförmigen Führung 6)
als eine Stütze,
wenn sie das führende Ende
des Gewindebolzens 9 direkt aufnimmt, wie es in 3 oder 10 dargestellt ist; gleichzeitig nimmt
sie eine Kraft aus einem Moment auf, das von der geneigten Stufe 5 zur
Korrektur der Schräglage
des Gewindebolzens 9 aufgebracht wird, wie es in 8 oder 9 dargestellt ist.
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12 bis 14 erläutern eine Hut- bzw. Kappen-Mutter 21 als
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Wie es am besten aus der Stirnansicht
der 12 und dem Mittellängsschnitt
der 13 zu sehen ist,
ist die Hutmutter 21 ein Rohrkörper mit einem Werkzeugangriffsbereich
oder Sechskantbereich 20 und einem Flansch 22 zwischen
dem Sechskantbereich 20 und einem Einsatz- oder Rohr- (Gewinde-)-bereich 23,
wobei der Flansch zwischen den einander zugekehrten, gegenüberliegenden
Enden von Werkzeugangriffsbereich 20 und Gewindebereich 23 liegt.
Während
das Innengewinde 3 vom Rohrbereich 23 und vom
Flansch 22 umschlossen ist, umschließt das Sechskantteil 20 einen
Innenraum zur Aufnahme eines Bolzens. Der Sechskantbereich 20 ist
durch eine Kappe 24 am äußeren Ende verschlossen,
wodurch eine Hut- (bzw. Kappen-)Mutter vorliegt.
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Der Rohr-(Gewinde-)Bereich 23 weist
eine geneigte Stufe 25, eine rohrförmige Führung 26 und eine
trichterförmige
Führung 27 auf,
die in axialer Richtung zum offenen Ende des Rohrbereichs 23 hin aufeinanderfolgen. 14 zeigt diesen Bereich
in größerer Darstellung.
Die geneigte Stufe 25, die rohrförmige Führung 26 und die trichterförmige Führung 27 sind
im wesentlichen identisch der geneigten Stufe 5, der rohrförmigen Führung 6 und
der trichterförigen
Führung 7,
wie sie in 3 dargestellt
sind und sollen deswegen im einzelnen nicht noch einmal beschrieben
werden.
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Im allgemeinen werden die Hutmuttern 21 auf
nicht dargestellte Radnabenbolzen aufgeschraubt, um Fahrzeugräder auf
der Nabe von Fahrzeugachsen zu sichern. Nach dem Festziehen ist
der Rohrbereich 23 in die Radöffnung eingeführt und
der Flansch 22 liegt an der Radscheibe um die jeweilige Radöffnung herum
an. Während
die Naben-Hutmutter 21 dem entzsprechenden Radnabenbolzen
unter Verwendung eines geeigneten Schraubenschlüssels oder eines anderen geeigneten
Werkzeuges zugeordnet wird, kann ihre Fehlzuordnung zum Radnabenbolzen
bzw. ihre Verkantung korrigiert werden, indem ihr korrigierendes
Schrauben zur Wirkung gebracht wird, wie es in 8 oder 9 gezeigt
ist, während
anschließend
das endgültige
Verschrauben in korrekter Zuordnung auf dem Nabengewindebolzen erfolgt.
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15 erläutert ein
Verfahren für
die Herstellung der vorbeschriebenen Mutter der Schraubverbindungseinrichtung.
Gezeigt ist ein Verfahren des Kaltschmiedens eines Mutternmateriales 30,
wobei die schräge
(geneigte) Stufe 5, die rohrförmige Führung 6 und die trichterförmige Führung 7 im Wege
des Kaltschmiedens des Mutternmateriales 30 mit den Verfahrensschritten
des Pressens unter Verwendung eines Preßstempels und einer Preßform ausgebildet
werden. Mehr im einzelnen wird das Mutternmaterial mit Schmiedewerkzeugen 31, 32 (einer Form)
und 34 (einer Hülse)
gehalten und mit einem Preßstempel 33 gedrückt, um
die schräge
Stufe 5 und, falls gewollt, die rohrförmige Führung 6 und die trichterförmige Führung 7 auszubilden.
Nach dem Kaltschmiedevorgang wird das Mutternmaterial 30 auf
seiner Innenseite unter Einsatz entsprechender Maschinen und Werkzeuge
mit einem Gewinde versehen, um von der geneigten Stufe 5 aus
das für
die Schraubverbindung erforderliche Innengewinde vorliegen zu haben.
Mit anderen Worten schließt
das Verfahren eine Serie von Verfahrensschritten ein, um das Mutternmaterial
durch Kaltschmieden in die gewollte Form mit der schrägen Stufe 5 in
Verbindung dieser schrägen
Stufe 5 und der rohrförmigen
Führung 6 oder
als Komplettsatz mit schräger
Stufe 5, rohrförmiger
Führung 6 und
trichterförmiger
Führung 7 zu
bringen und anschließend
das durch Kaltschmieden erhaltene Produkt mit einem Gewinde zu versehen
derart, dass das erhaltene Produkt anschließend an die schräge Stufe 5 mit
dem Innengewinde versehen ist.
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Gemäß der obigen Beschreibung ist
die geneigte Stufe (falls gewünscht
begleitet von der rohrförmigen
Führung
und der trichterförmigen
Führung) an
einem Ende der Mutter vorgesehen, weil die Mutter nur ein offenes,
freies Ende hat und ein Gewinde zur Zuordnung zu einem Gewindebolzen
nur in einer Richtung. Entsprechend kann, wenn die Mutter an beiden
Enden offen ist und mit jedem der beiden Enden voraus einem Gewindebolzen
zugeordnet werden kann, die Schräge
Stufe (falls gewünscht
begleitet von der rohrfrömigen
Führung
und von der trichterförmigen
Führung)
an jedem Ende der Mutter vorgesehen sein. Die beiden geneigten,
schrägen
Stufen können
symmetrisch oder unsymmetrisch geformt sein.
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Auch in der obigen Beschreibung ist
das Innengewinde oder in seiner Implementierung in Geräte in der
Form einer Schraubenmutter vorgesehen. Alternativ kann das Innengewinde
einer Öffnung
in einer Platte oder einem beliebigen anderen Bauteil zugeordnet
sein, die eine solche Schrägstufe
aufweist (falls gewünscht
begleitet von einer rohrförmigen
Führung
und einer trichterförmigen
Führung), wie
es beschrieben ist und in der Zuordnung zu Ausführungsformen sowie in der Anordnung
nahe dem Öffnungsende.
Eine solche Platte kann demzufolge die Funktion eines korrigierenden
Gewindes haben, identisch oder ähnlich
der einer Mutter. Der Vorteil der Gewindemutter bei jeder Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann im Hinblick auf das Innengewinde
oder seine Zuordnung verstanden werden.
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Das Innengewinde oder seine Zuordnung oder
Modifikation ist nicht begrenzt auf eine Gewindemutter oder dergleichen,
die zum Verschrauben gedreht wird, es kann vielmehr auch in Beziehung
zu einem stationären
Bauteil gebracht werden (d.h. durch die Bauweise kann das Drehen
des Gewindes verhindert sein). Wird das Gegenglied (beispielsweise
ein Gewindebolzen) gedreht, so kann das Muttergewinde oder seine
Zuordnung oder seine Modifikation, das bzw. die im stationären Zustand
bleibt und mit der geneigten Stufe (falls gewünscht in Verbindung mit der
rohrförmigen
Führung
und der trichterförmigen
Führung)
versehen ist, den Effekt des korrigierenden Schraubens ergeben,
wenn es bzw. sie mit dem Gegenglied zusammenwirkt.
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Ein Gewindebolzen in einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
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16 zeigt
schematisch den Gewindebolzen 41 in der Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung, der einen Sechskantkopf 42 (als mit einem Werkzeug
zusammenwirkenden Bereich) einschließt sowie den Schaft 43,
dessen Oberfläche
als Außengewinde 44 ausgebildet
ist. Der Schaft 43 weist eine korrigierende Gewindestufe 45 auf,
die am vorderen Gewindeschaftende ausgebildet ist, sowie einen Führungsvorsprung 46,
der an der korrigierenden Gewindestufe 45 beginnt.
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Wie schematisch in 17 gezeigt, basiert und erstreckt sich
die ringförmige
korrigierende Gewindestufe 45 auf und entlang der ovalen
Schleife R' (einer
ringförmigen
Linie), die sich entlang der Berührungslinie
zwischen der Ebene P in deren Anordnung unter einem Winkel zwischen
der zur Mittellinie senkrechten Ebene oder des Gewindebolzens 41 und
der Außenkante
des Gewindebolzens 41 erstrecken. Der äußere Durchmesser D" (unter einem rechten
Winkel zu der Achse) der korrigierenden Gewindestufe 45, die
sich unter einem rechten Winkel zur Mittellinie des Gewindebolzens 41 (senkrecht
zu der Achse) erstreckt, ist größer als
der kleinere Durchmesser d' des
Außengewindes
des Gewindebolzens 41 (siehe auch 18). Das Außengewinde 44 ist
so angeordnet, dass es sich von der korrigierenden Gewindestufe 45 aus
erstreckt.
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Der Winkel θ' zwischen der ovalen Schleife R', die die korrigierende
Gewindestufe 45 definiert, und der Querebene senkrecht
zur Mittellinie 0 (oder Längsachse) des Gewindebolzens 41 wird
bestimmt durch eine Differenz a zwischen dem vorderen Ende der Schleife
R', die dem führenden
Ende des Gewindebolzens 41 am nächsten ist und deren hinterem Ende,
das von dem führenden
Ende des Gewindebolzens 41 am weitesten entfernt ist. Der
Abstand a kann im wesentlichen gleich bis weniger als dem Dreifachen
der Steigung des Außengewindes 44 sein,
vorzugsweise weniger als das 2,5-fache der Steigung und nochmals
vorzugsweise weniger als das Doppelte der Steigung. Entsprechend
kann der untere Grenzwert des Abstandes a im wesentlichen gleich
oder größer als
das 0,3-fache der Steigung des Außengewindes 44 sein,
vorzugsweise größer als
das 0,5-fache der Steigung und nochmals vorzugsweise größer als
dem Wert gleich der Steigung sein. Insbesondere vorzugsweise kann
der Abstand a im Bereich des 0,3 bis 3-fachen der Steigung, vorzugsweise
im Bereich des 0,5 bis 2,5-fachen der Steigung und nochmals vorzugsweise
im Bereich des 1,0 bis 2-fachen der Steigung. Wenn der Winkel 0' oder der Abstand
a zu klein ist, wird der Effekt der Korrekturstufe verringert. Ist
einer der Werte zu groß, kann
eine größere Anzahl
Windungen durch die korrigierende Stufe 45 unterbrochen
werden und demzuzfolge die Gesamtlänge des Außengewindes 44 verringert
werden. Auch kann dies eine Erhöhung
der Druckkraft (der Biegekraft) während der Bildung der korrigierenden
Gewindestufe des Gewindebolzens 41 durch Kaltschmieden
bewirken. Demzufolge sollte der Winkel θ' (oder der Abstand a) in dem angegebenen
Bereich liegen.
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Die ringförmige korrigierende Gewindestufe 45,
die sich entlang der gekippten ovalen Schleife erstreckt, ist auch
unter einem Winkel α' gegenüber der senkrecht
zur Längsachse
des Gewindebolzens 41 verlaufenden Querebene Q' trichterförmig ausgebildet,
um zum führenden
Ende des Gewindebolzens 41 hin kegelförmig enger zu werden. Der Neigungswinkel α' kann im wesentlichen
0,3 bis 2F betragen, wobei F der Flankenwinkel des Außengewindes 44 ist
und vorzugsweise beträgt
er 0,5 bis 1,5F. In besonderem Maße vorzugsweise ist der Neigungswinkel
gleich dem Flankenwinkel des Außengewindes 44.
Falls der Neigungswinkel α' der korrigierenden Gewindestufe 45 zu
groß ist,
kann die Wirksamkeit des korrigierenden Schraubens der korrigierenden Gewindestufe 45 verringert
werden. Ist er zu klein (beispielsweise Null), so kann die Kante
des führenden
Endes möglicherweise
bechädigt
werden. Demzufolge sollte der Winkel innerhalb des oben genannten
Bereiches liegen.
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Der Führungsvorsprung 46,
der sich von der korrigierenden Gewindestufe 45 ausgehend
erstreckt, ist zylindrisch, wobei das hintere Ende durch die korrigierende
Gewindestufe definiert ist. Während der
Führungsvorsprung 46 konzentrisch
zur Längsachse
des Gewindebolzens 41 verläuft, ist sein führendes
Ende unter einem rechten Winkel zur Längsmittellinie 0 des
Gewindebolzens 41 angeordnet. Der Durchmesser 0 des
Führungsvorsprunges 46 ist
etwas kleiner als der größere Durchmesser
d' des Außengewindes 44 des
Gewindebolzens 41. Auch kann die Länge b des Führungsvorsprunges 46 in
der Richtung der Längsachse
des Gewindebolzens 41 im wesentlichen das 0,5 bis 3-fache
der Steigung des Außengewindes 44,
vorzugsweise das 0,7 bis 2-fache und nochmals insbesondere vorzugsweise
das 1 bis 2-fache der Steigung (wünschenswerterweise das 1,5-fache
der Steigung) betragen.
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Während
des Betriebes, d.h. beim Wirksamwerden der korrigierenden Gewindestufe 45,
kann der Führungsvorsprung 46 eine
vorbereitende Wirkung haben, indem er grob die Fehlstellung oder Kippstellung
des Gewindebolzens 41 relativ zu einem zugehörigen Innengewindeglied,
wie es eine Mutter ist, korrigiert. Falls der Führungsvorsprung 46 zu
lang, seine Länge
b zu groß ist,
so wird das Außengewinde 44 relativ
zur Gesamtlänge
des Gewindebolzens 41 kürzer.
Falls der Führungsvorsprung
zu kurz wird, so kann die Funktion des Korrigierens (oder Führens) als
Führung
vor der Wirkung der korrigierenden Gewindestufe 45 beeinträchtigt werden. Deshalb
sollte die Länge
b vorzugsweise im Bereich wie oben genannt liegen. 19 ist eine beispielhafte schematische
Darstellung der Wirkung im Zusammenhang mit dem Gewindezapfen 41.
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Wie in 19A gezeigt,
ist der Gewindebolzen 41 in die Mutter 48 etwas
eingeführt,
wobei die Mutter 48 mit ihrer Längsachse gegenüber dem
Gewindebolzen 41 mit seiner Längsachse gekippt (verkantet)
ist. Wird der Gewindebolzen 41 relativ zur Mutter 48 mit
seinem Führungsvorsprung 46,
der sich bereits in der Mutter 48 befindet, gedreht, so
wirkt die korrigierende Gewindestufe 45 an ihrem vorderen Ende
(dem führenden
Ende des Führungsvorsprunges 46 näher) mehr
als am hinteren Ende mit der Innenwand der Mutter 48 zusammen,
und es wird eine Momentkraft zum Korrigieren der Kippstellung erzeugt,
wie es in 19B gezeigt
ist. Als Folge ist ein in 19C dargestellter
Zustand erreicht, in dem Gewindebolzen 41 und Mutter 48 korrekt
zueinander ausgerichtet sind, die Längsachsen von Gewindebolzen 41 und
Mutter 48 übereinstimmen,
ein Normalzustand für
das Verschrauben von Gewindebolzen und Mutter miteinander erreicht
ist. Gleichzeitig führt
der Führungsvorsprung 46 den
Gewindebolzen 41 in das Innengewinde der Mutter 48 hinein
und wirkt, wenn es notwendig ist, als ein Schwenkpunkt (Mittelpunkt des Momentes)
zur Unterstützung
der korrigierenden Gewindestufe 45 beim Erzeugen des Momentes.
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Während
das führende
Ende des Führungsvorsprungs 46 bei
dieser Ausführungsform
rechtwinklig zur Längsachse
des Gewindebolzens 41 gerichtet ist, kann es auch in einer
Ebene angeordnet sein, die gegenüber
der senkrecht zur Längsachse des
Gewindebolzens verlaufenden Ebene schräg liegt, wie es ähnlich bei
der korrigierenden Gewindestufe 45 der Fall ist. Das führende Ende
des Führungsvorsprunges 46 ist
nicht beschränkt,
eine ebene Oberfläche
zu sein, unabhängig
davon ob der Gewindebolzen gekippt ist oder nicht; das vordere Ende kann
ansteigend/abfallend oder gewölbt
sein, wie beispielsweise halbkugelförmig (domartig). Der Führungsvorsprung 46 ist
nicht beschränkend
in zylindrischer Form ausgebildet, er kann auch kegelförmig (im
Durchmesser zum äußeren Ende
hin abnehmend) mit flachem oder gewölbtem oder ansteigendem/abfallendem,
beispielsweise halbkugelförmigem
führendem
Ende sein.
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20 erläutert einen
Gewindebolzen gemäß einer
nochmals anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Gewindebolzen 51 ist eine
Modifikation des Gewindebolzens 41 gemäß 16, wobei der Führungsvorsprung 46 eliminiert ist
und das führende
Ende des Kernes 43 so ausgeformt ist, dass es eine korrigierende
Gewindeendfläche 55 bildet.
Ansonsten ist die Anordnung bzw. Ausbildung identisch der in 16 gezeigten. Der Gewindebolzen 51 ohne
Führungsvorsprung 46 kann mit
der korrigierenden Gewindeendfläche 55 ebenfalls
ein Moment zum Korrigieren der gekippten, verkanteten Relation zwischen
Gewindebolzen 51 und einer Mutter 48, wie in 18 gezeigt ist, erzeugen, um
so eine normale Schraubsituation zu schaffen.
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21 zeigt
einen primären
Teil eines weiteren Gewindebolzens 52. Der Gewindebolzen 52 weist
eine korrigierende Gewinde stufe 65 auf, die schräg geneigt
ist, wobei der Abstand zwischen höchstem und niedrigstem Endpunkt
der Schräge (ähnlich 16 und 18, dort mit a gekennzeichnet) größer als
die Gewindesteigung, vorzugsweise das 2 bis 3-fache der Gewindesteigung
oder mehr ist. Dabei kann der Winkel θ' der korrigierenden Gewindestufe 45,
wie sie in 16 oder 18 gezeigt ist, auf 3 bis
15°, vorzugsweise
auf 5 bis 10° und
nochmals vorzugsweise auf 8° festgelegt
werden. Solche Ausbildungen ergeben sich aus Gründen, die oben in Verbindung
mit dem Abstand a beschrieben sind.
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Während
das Außengewinde
oder seine Zuordnung durch alle Ausführungsformen hindurch in Verbindung
mit einem Gewindebolzen beschrieben ist, ist es nicht auf die enge
Bereichsbezeichnung Gewindebolzen beschränkt. Die vorliegende Erfindung
ist in gleicher Weise bei jedem Außengewinde und dessen Zuordnung
anwendbar (ein Bolzen im konzeptionell weitesten Sinn). Weil jedes
Außengewinde
oder dessen Zuordnung mit der vorbeschriebenen korrigierenden Gewindestufe
(gegebenenfalls in Verbindung mit einem korrigierenden Führungsvorsprung)
versehen werden kann, kann es vorteilhaft sein, ihm die gleiche
Funktion zu geben wie den Gewindebolzen der beschriebenen Ausführungsformen.
Demzufolge sind die Bolzen der Ausführungsformen nur im aller weitesten
Sinn als Träger
von Außengewinden,
deren Zuordnung und Modifikation zu verstehen.
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Ebenso sind das Außengewinde,
seine Zuordnung oder seine Modifikationen (der Gewindebolzen in
dessen weitestgehendem Verständnis)
nicht beschränkt
auf einen Gewindebolzen oder dergleichen, der zum drehbaren Einschrauben
in ein Innengewinde bestimmt ist, sondern sie können auch in stationärem Zusammenhang
gesehen werden (d.h. die drehende Bewegung des Innengewindes soll durch
entsprechende Bauweisen auch ausgeschlossen sein können). Wenn
das Gegenglied (beispielsweise eine Mutter) gedreht wird, können das
Außengewinde,
seine Zuordnung oder seine Modifikationen stationär bleiben
und mit einer korrigierenden Gewindestufe (falls gewünscht begleitet
von dem Führungsvorsprung)
versehen sein und die Funktion des korrigierenden Schraubens übernehmen,
nachdem das Gegenglied aufgenommen worden ist.
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Obwohl die obigen Ausführungsformen
getrennt als Gewindebolzen mit einem Außengewinde und als Mutter mit
einem Innengewinde beschrieben worden sind, ist die vorliegende
Erfindung auch bei einer Kombination eines Gewindebolzens mit einer Mutter
anwendbar. Beispielsweise kann ein Innengewindeglied, das ausgewählt wurde
aus der in 1 bis 3 dargestellten Mutter, der
in 10 und 11 dargestellten Mutter 12 und
der in 13 und 14 dargestellten Mutter 21 kombiniert
werden mit einem Außengewindeglied,
das ausgewählt
wurde aus dem in 16 bis 18 dargestlelten Gewindebolzen 41 und den
in 19 und 20 dargestellten Gewindebolzen 51 und 52,
um eine Gewindebaueinheit zu haben.
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Das Innengewindeglied und das Außengewindeglied
sind wie oben beschrieben ausgebildet und sollen nicht noch weitergehend
im einzelnen beschrieben werden.
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22 erläutert schematisch
eine Kombination des Zusammenwirkens zwischen der geneigten Stufe 5 (eine
korrigierende Gewindefläche
am Innengewinde) einer Mutter 1 und der korrigierenden
Gewindestufe 45 (eine korrigierende Gewindefläche am Außengewinde)
eines Gewindebolzens 41. Wie aus 22A zu ersehen, steht der Gewindebolzen 41 schräg gegenüber der
Mutter 1 oder es steht die Mutter 1 schräg gegenüber dem
Gewindebolzen 41 oder es stehen Mutter 1 und Gewindebolzen 41 gegeneinander gekippt,
sie sind relativ zueinander verkantet (d.h. die Längsachse
des Gewindebolzens und die Längsachse
der Mutter schließen
zwischen sich einen Winkel ein). Wird die Mutter 1 relativ
zum Gewindebolzen 41 gedreht oder wird der Gewindebolzen 41 relativ
zur Mutter 1 gedreht oder werden der Gewindebolzen 41 und
die Mutter 1 in einander entgegengesetzten Richtungen relativ
zueinander gedreht, so bewegt sich das innerste Ende (einschließlich der Kante)
der geneigten Stufe 5 der Mutter 1 entlang der korrigierenden
Gewindestufe 45 des Gewindebolzens 41 und kommt
schließlich
zum direkten Zusammenwirken mit dem vorderen Ende (einschließlich der
Kante) derselben. Gleichzeitig, während der Punkt des Zusammenwirkens
als Schwenkpunkt wirkt, wird eine Momentkraft (einschließlich eines Drehmomentes)
erzeugt, um den gekippten Gewindebolzen 41 oder die Mutter 1 zu
korrigieren (Gewindebolzen 41 und Mutter 1 zu
gemeinsamer Längsachse
aufeinander auszurichten), wie es in 22B gezeigt
ist. Entsprechend, wie es in 22C gezeigt ist,
werden der Gewindebolzen 41 und die Mutter 1 aufeinander
zum koaxialen Zusammentreffen ihrer Längsachsen gebracht, um dadurch
ein Fressen beim Beginn der Verschraubung zu verhindern.
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23 veranschaulicht
mehr explizit das korrigierende Verschrauben. Der Gewindebolzen 41 oder
die Mutter 1, wenn eines von ihnen gegenüber dem
jeweils anderen um den Winkel γ gekippt,
verkantet ist (beides kann das eine bzw. das andere sein), so kann
jedes von ihnen ein korrigierendes Verschrauben ausführen, um
während
des Verschraubens seine gekippte Position zu korrigieren (Mutter 1 bzw.
Gewindebolzen 41 gegenüber
dem jeweils anderen Maschinenelement gerade zu richten). Der Winkel γ kann vernachlässigt werden,
wenn er beim normalen Verschrauben nur 2 oder 3° beträgt. Ist jedoch der Winkel γ 5° oder größer (beispielsweise
8°), wird
die Herstellung der Ver schraubung zwischen Gewindebolzen und Mutter
schwierig. Eine Kombination des Gewindebolzens 41 und der
Mutter 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung kann jedoch auch dann eine problemlose Verschraubung möglich machen,
wenn der Winkel γ 8° beträgt. Weil
die beiden korrigierenden Verschraubungsschritte 5 und 45 von
Mutter 1 und Gewindebolzen 45 miteinander kooperieren,
ist der Winkel zwischen den beiden Maschinenbauteilen so hoch wie
eine Summe des Abstandes L (7)
und des Abstandes B32 (16). Demzufolge
können,
wenn das Maximum des Winkels durch die Mutter 1 und die
Gewindebolzen 41 geteilt wird, die beiden Abstände L und
a vorzugsweise verringert werden (auf 1/2 der Originallänge, bestimmt
durch die geneigte Stufe unter der Voraussetzung, dass eine geneigte
Stufe nur einem der beiden Maschinenbauteile zugeordnet ist). Als
Ergebnis kann das Kippen korrigiert werden mit dem Außengewinde
des Gewindebolzens 41 und dem Innengewinde der Mutter 1 in
der Anordnung in maximaler Länge.