DE60217782T2

DE60217782T2 - Bolzen und Mutter

Info

Publication number: DE60217782T2
Application number: DE60217782T
Authority: DE
Inventors: Hiromichi Ohguchi-cho Niwa-gun Mizuno; Masahiko Ohguchi-cho Niwa-gun Hamada; Tetsuya Ohguchi-cho Niwa-gun Osawa; Kazuhiro Ohguchi-cho Niwa-gun Aoyama; Mitsuru Ohguchi-cho Niwa-gun Kozawa
Original assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Current assignee: Aoyama Seisakusho Co Ltd
Priority date: 2001-09-25
Filing date: 2002-09-25
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2022-09-26
Also published as: JP4171631B2; EP1296070B1; DE60217782D1; EP1296070A2; JP2003172330A; EP1296070A3; US6796761B2; US20030059275A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bolzen und eine Mutter, die ein Festfressen und ein Einschneiden verhindern, wenn der Bolzen in die Mutter geschraubt wird ( US 3878759 ).
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Ein Bolzen, der mit einem Führungsbereich am Spitzenbereich eines Bolzenschafts versehen ist, ist bekannt. Ein solcher Bolzen erlaubt eine geeignete Justierung einer Orientierung des Bolzens bezüglich der Mutter, und es ist möglich, den Bolzen auch in einem Fall in die Mutter zu schrauben, bei dem der Bolzen in die Mutter eingesetzt wird, ohne dass ihre Achsen zueinander ausgerichtet sind.
Als ein Beispiel des oben beschriebenen Bolzens ist ein Bolzen bekannt, der in der US-Anmeldung Nr. 6,120,227 offenbart ist. 9 zeigt den Bolzen. Bei diesem herkömmlichen Bolzen ist ein Zylinderteil 4 mit einem konstanten Durchmesser, das einen Durchmesser kleiner als ein Bolzenschaft 2 hat, am Spitzenbereich des Bolzenschafts 2 vorgesehen, auf dem ein Schraubengewinde 1 ausgebildet ist, und zwar über ein kurzes geneigtes und sich verjüngendes Teil 3. Ein vollständiges Schraubengewinde 5 ist auf dem Zylinderteil 4 mit konstantem Durchmesser ausgebildet. Bei dem in 9 gezeigten Beispiel ist ferner ein sich verjüngendes Randteil 6 am anderen Ende des Zylinderteils 4 mit konstantem Durchmesser vorgesehen.
Im allgemeinen ist es schwierig, ein vollständiges Schraubengewinde auf dem geneigten sich verjüngenden Teil 3 zwischen dem Bolzenschaft 2 und dem Zylinderteil 4 mit konstantem Durchmesser auszubilden. Daher bildet sich wahrscheinlich ein unvollständiges Schraubengewinde 9 mit einer Höhe, die kleiner ist als jene des vollständigen Schraubengewindes, auf dem geneigten Teil.
Wie in 9 beschrieben, ist ein unvollständiges Schraubengewinde 10 ferner in einer Öffnung eines Innengewindes 7 der Mutter gebildet. Die Höhe des unvollständigen Schraubengewindes 10 ist kleiner als jene eines Schraubengewindes 8 des Innengewindes 7, und sein Kamm ist schärfer als jener des Schraubengewindes 8.
Wenn daher ein Bolzen in eine Mutter eingesetzt wird, wobei ihre Achsen nicht zueinander ausgerichtet sind, schneidet das unvollständige Schraubengewinde 9 des Bolzens leicht in das unvollständige Schraubengewinde 10 der Mutter, wie in 10 gezeigt, was dann zum Auftreten des Festfressens führt.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Bolzen und eine Mutter bereitzustellen, die geeignet sind, die Orientierung des Bolzens geeignet zu justieren und dann den Bolzen und die Mutter zu befestigen, und zwar ohne Befestigungsfehler wie z.B. Rutschen und Festfressen und dergleichen auch dann, wenn der Bolzen schräg in die Mutter eingesetzt wird.
Der erfindungsgemäße Bolzen ist ein Bolzen, der die Merkmale von Anspruch 1 umfaßt.
Da der Kamm des Schraubengewindes, welches an der Seitenfläche des Übergangsteils gebildet ist, abgeschnitten ist, kann selbst dann, wenn der Bolzen in die Mutter eingesetzt wird, ohne dass ihre Achsen zueinander ausgerichtet sind, das Schneiden zwischen dem Schraubengewinde der Mutter und dem Schraubengewinde verhindert werden, welches auf dem Übergangsteil gebildet ist. Dementsprechend ist es möglich, eine Orientierung des Bolzens relativ zur Mutter geeignet zu justieren. Außerdem ist es möglich, den Bolzen leicht zu schrauben, da die Orientierung des Bolzens geeignet justiert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht, die einen Bolzen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine vergrößerte Teilansicht des in 1 gezeigten Bolzens;
3 ist eine Vorderansicht, die einen Bolzen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ist eine vergrößerte Teilansicht des in 3 gezeigten Bolzens;
5 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Schneidens zwischen einem verformten Schraubengewinde und einem unvollständigen Schraubengewinde;
6 ist eine Teilschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Bolzen gemäß der vorliegenden Erfindung schräg in die Mutter eingesetzt ist;
7 ist eine Ansicht, die einen Bolzen gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
8 ist eine Ansicht, die einen Bolzen gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
9 ist eine Teilschnittansicht eines Spitzenbereichs eines herkömmlichen Bolzens und einer Öffnung einer Mutter;
10 ist eine Ansicht zur Erläuterung des Beißens zwischen einer unvollständigen Schraube eines herkömmlichen Bolzens und einer Mutter;
11 ist eine Ansicht, die einen Bolzen gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 ist eine Ansicht, die einen Bolzen gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist eine vergrößerte Teilansicht, die das Schaftteil des in 12 gezeigten Bolzens erläutert;
14 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die das Schaftteil erläutert, wenn das Übergangsteil des in 12 gezeigten Bolzens bogenförmig gebildet ist;
15 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die das Schaftteil zeigt, wenn das Übergangsteil des in 12 gezeigten Bolzens geradförmig gebildet ist;
16 ist eine vergrößerte Schnittansicht der anderen Ausführungsform des in 12 gezeigten Bolzens;
17 ist eine Vorderansicht, die die erste Schraubenlinie des in 12 gezeigten Bolzens zeigt;
18 ist eine Vorderansicht, die die erste und die zweite Schraubenlinie des in 12 gezeigten Bolzens zeigt;
19 ist eine Schnittansicht einer Mutter gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
20 ist eine Schnittansicht einer Mutter gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
21 ist eine Teilschnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem der Bolzen schräg in die Mutter gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
Die 1 und 2 zeigen den Bolzen gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Bolzen hat einen Bolzenschaft 2, ein geneigtes Teil 11, sowie ein Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser. Ein normales Schraubengewinde 1 mit einer vorbestimmten Steigung ist auf dem Bolzenschaft 2 gebildet. Das Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser ist mit einem Durchmesser kleiner als jener des Bolzenschafts 2 über das geneigte, sich verjüngende Teil 11 an einem Spitzenbereich des Bolzenschafts 2 vorgesehen. Das geneigte Teil 11 hat eine vorbestimmte Länge in der Axialrichtung, beispielsweise eine Länge von 1 bis 1,5 mal so lang wie eine Steigung des normalen Schraubengewindes 1. Ein verformtes Schraubengewinde 13 ist auf dem geneigten, sich verjüngenden Teil 11 mit der gleichen Steigung wie jene des normalen Schraubengewindes 1 und mit einer derartigen Gestalt gebildet, dass sein Kamm abgeschnitten ist. Die Querschnittsgestalt des verformten Schraubengewindes 13 in der die Achse enthaltenden Ebene ist ungefähr trapezoidförmig.
In dieser Ausführungsform ist das verformte Schraubengewinde 13 so ausgebildet, dass es kontinuierlich an das Schraubengewinde anschließt, welches auf dem Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser am Spitzenbereich des Bolzens gebildet ist. Da außerdem das auf dem Zylinderbereich 12 mit konstantem Durchmesser gebildete verformte Schraubengewinde 13 so gebildet ist, dass es einen Außendurchmesser hat, der ein wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Innengewindes 7, welches an der Mutter gebildet ist (vgl. 6) und einen Innendurchmesser hat, der ungefähr gleich jenem des Schraubengewindes 1 ist, ist eine flache Schraubenrille 15 auf dem Zylinderteil mit konstantem Durchmesser gebildet.
Die 3 und 4 zeigen den Bolzen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Bolzen gemäß der zweiten Ausführungsform ist anstelle des geneigten, sich verjüngenden Teils 11 ein bogenförmiges geneigtes Teil 14 ausgebildet, welches leicht nach außen konvex ist. Ein verformtes Schraubengewinde 18 ist auf dem bogenförmigen geneigten Teil 14 und dem Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser gebildet. Es ist auch möglich, als das bogenförmige geneigte Teil 14 ein bogenförmiges geneigtes Teil zu verwenden, welches leicht konkav nach innen ist.
Durch Ausbilden des Bolzens mit der oben beschriebenen Gestalt wird ein nahezu flaches Teil breiter auf dem Kamm des Schraubengewindes gebildet, welches auf dem geneigten sich verjüngenden Teil 11 oder dem bogenförmigen geneigten Teil 14 gebildet ist, als auf dem normalen Schraubengewinde 1. Selbst wenn daher der Bolzen schräg in die Mutter geschraubt wird, kann das Einschneiden des verformten Schraubengewindes 13 oder 18 in das Schraubengewinde 10 der Mutter verhindert werden, wie in 5 gezeigt. Ferner ist der Außendurchmesser des verformten Schraubengewindes 13 oder 18, welches auf dem Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser gebildet ist, geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Innengewindes 7 der Mutter. Daher kann die große Neigung des Bolzens bezüglich der Mutter verhindert werden, wenn der Bolzen in die Mutter wie in 6 gezeigt eingesetzt wird. Da außerdem die Tiefe der auf dem Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser vorgesehenen Schraubenrille 15 klein ist, wird der Bolzen nicht stark geneigt, selbst wenn das Schraubengewinde 8 des Innengewindes 7 in die Schraubenrille 15 geschraubt wird.
Auf diese Weise bewegt sich, selbst wenn der Bolzen in dem Zustand wie in 6 gezeigt geschraubt wird, die Schraubenrille 15 des Zylinderteils 12 mit konstantem Durchmesser entlang des Innengewindes 7 der Mutter, und die Orientierung des Bolzens wird geeignet justiert. Da die Orientierung des Bolzens geeignet justiert wird, wenn der Bolzen weiter geschraubt wird, können das normale Schraubengewinde 1 des Bolzenschafts 2 und das Innengewinde 7 der Mutter geeignet gepaßt werden.
Der Bolzen gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 7 gezeigt.
In dieser dritten Ausführungsform ist kein Schraubengewinde auf dem Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser gebildet, welches am Spitzenbereich des bogenförmigen geneigten Teils 14 ausgebildet ist. Dieses Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser ist derart gebildet, dass es einen Außendurchmesser hat, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Gewindes 7. Daher wird der Bolzen nur wenig geneigt, wenn sein Spitzenbereich in die Mutter eingesetzt wird.
Der Bolzen gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 8 gezeigt.
In dieser vierten Ausführungsform ist das Zylinderteil 19 mit konstantem Durchmesser am Spitzenbereich des bogenförmigen geneigten Teils 14 vorgesehen. Ein vollständiges Schraubengewinde 16 hat einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Innengewindes 7, und ist mit der gleichen Steigung ausgebildet wie jene des normalen Schraubengewindes 1 auf diesem Zylinderteil 19 mit konstantem Durchmesser. Das verformte Schraubengewinde 30 ist auf dem bogenförmigen geneigten Teil 14 ausgebildet. Wenn daher der Bolzen schräg in die Mutter eingesetzt wird, wird das Einschneiden zwischen dem verformten Schraubengewinde 30 und dem unvollständigen Schraubengewinde 10 des Innengewindes 7 verhindert. Selbst wenn außerdem der Bolzen schräg in die Mutter eingesetzt und dann angezogen wird, führt eine Schraubenrille 27 zwischen dem unvollständigen Schraubengewinde 16 das Innengewinde 7 zum normalen Schraubengewinde 1 des Bolzenschafts 2. Dementsprechend wird die Orientierung des Bolzens geeignet justiert, und der Bolzen kann präzise in die Mutter geschraubt werden. Das oben erwähnte bogenförmige geneigte Teil 14 kann in die gleiche Gestalt abgewandelt werden wie das geneigte Teil 14 mit sich verjüngender Gestalt.
Ferner ist der Bolzen gemäß der fünften Ausführungsform in 11 gezeigt. In dieser fünften Ausführungsform ist ein spiralförmiger konvexer Bereich 17 auf einem Zylinderteil 28 mit konstantem Durchmesser am Spitzenbereich des geneigten, sich verjüngenden Teils 11 gebildet. Wie im Fall der 6 ist es möglich, die Orientierung des Bolzens bezüglich der Mutter geeignet zu justieren. In diesem Fall kann die Querschnittsgestalt des spiralförmigen konvexen Bereichs 17 optional ausgewählt werden aus einer quadratischen Gestalt, einer halbkreisförmigen Gestalt und dergleichen, zusätzlich zu einer dreieckigen Gestalt. Ferner ist es außerdem möglich, anstelle des geneigten, sich verjüngenden Teils 11 das bogenförmige geneigte Teil 14 zu verwenden.
In der oben erwähnten ersten bis fünften Ausführungsform bedeutet eine sich verjüngende Gestalt eine geradlinige Gestalt.
Der Bolzen gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 12 und 13 gezeigt. 12 ist eine Vorderansicht, die den gesamten Umriß eines Bolzens 100 zeigt, und 13 ist eine vergrößerte Teilansicht, die das Schraubengewinde zeigt, welches auf dem Schaftteil gebildet ist.
Der in 12 gezeigte Bolzen 100 umfaßt das Kopfteil 102 und das Schaftteil 104.
Das Schaftteil 104 umfaßt ein Zylinderteil 120 mit einem ersten konstanten Durchmesser, ein Übergangsteil 140, ein zylindrisches Verbindungsteil 160, sowie ein Zylinderteil 180 mit einem zweiten konstanten Durchmesser.
Das Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser erstreckt sich vom Kopfteil 102. Das Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser ist annähernd zylinderförmig entlang der durch den Pfeil in den 12 und 13 gezeigten Achsrichtung A mit einem vorbestimmten ersten Durchmesser gebildet. Ein Schraubengewinde 122 mit einer vorbestimmten Steigung, wie in 13 gezeigt, ist auf der Seitenfläche des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser gebildet.
Das Übergangsteil 140 erstreckt sich von einem Spitzenbereich 124 des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser konzentrisch mit dem Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser. Das Übergangsteil 140 hat eine sich verjüngende Gestalt, mit einem Durchmesser, der mit zunehmendem Abstand vom Kopfteil 102 in der Axialrichtung A kontinuierlich abnimmt. Ein Schraubengewinde 142 mit einer vorbestimmten Steigung ist auf der Seitenfläche des Übergangsteils 140 gebildet. In dieser sechsten Ausführungsform ist, wie in 13 gezeigt, das Schraubengewinde 142 auf der gesamten Seitenfläche des Übergangsteils 140 gebildet. Es ist jedoch auch möglich, das Schraubengewinde 142 auf einem Teil der Seitenfläche des Übergangsteils 140 zu bilden, beispielsweise nur dem Bereich, der an das Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser angrenzt.
Das zylindrische Verbindungsteil 160 erstreckt sich von einem Spitzenbereich 144 des Übergangsteils 140 konzentrisch mit dem Übergangsteil 140. Das zylindrische Verbindungsteil 160 ist annähernd zylinderförmig mit einem vorbestimmten konstanten ersten Durchmesser entlang der Axialrichtung gebildet. Wie in 13 gezeigt, ist kein Schraubengewinde auf der Seitenfläche des zylindrischen Verbindungsteils 160 gebildet. Es ist jedoch auch möglich, ein Schraubengewinde mit einer vorbestimmten Steigung auf der Seitenfläche des zylindrischen Verbindungsteils 160 auszubilden.
Das Zylinderteil 180 mit zweitem konstantem Durchmesser erstreckt sich von einem Spitzenbereich 162 des zylindrischen Verbindungsteils 160 konzentrisch mit dem zylindrischen Verbindungsteil 160. Ein Schraubengewinde 182 mit einer vorbestimmten Steigung ist auf der Seitenfläche des Zylinderteils 180 mit zweitem konstanten Durchmesser gebildet, wie in 13 gezeigt ist.
Die Steigung des Schraubengewindes 122 des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser ist die gleiche wie jene des Schraubengewindes 182 des Zylinderteils 180 mit zweiten konstanten Durchmesser in der sechsten Ausführungsform. Allerdings können diese Steigungen auch voneinander verschieden sein.
Die 14 und 15 sind teilweise vergrößerte Schnittansichten, die das oben beschriebene Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser, das Übergangsteil 140 sowie das zylindrische Verbindungsteil 160 zeigen. Diese Figuren sind Schnittansichten entlang der Ebene in der Axialrichtung A, die die Axiallinie Z enthält.
Das Schraubengewinde 122 mit einer Steigung P1 und einer Höhe a ist auf dem Zylinderteil mit erstem konstanten Durchmesser gebildet. Andererseits ist das Schraubengewinde 142 mit einer Steigung P2 und Höhen b1, b2, b3, b4 oder b1', b2', b3', b4' auf dem Übergangsteil 140 gebildet, das sich vom Spitzenbereich 124 des Zylinderteils mit erstem konstanten Durchmesser erstreckt.
In den 14 und 15 ist die Steigung der Abstand zwischen zwei entsprechenden Punkten zueinander benachbarter Grate, gemessen parallel zur Axiallinie Z in dem die Axiallinie enthaltenden Schnitt. In diesem Fall ist die Steigung des Übergangsteils 140 P2, wie in den 14 und 15 gezeigt ist.
Ferner ist die Höhe des Schraubengewindes der Abstand zwischen der geraden Linie, die die Kämme des Grats verbindet, und der geraden Linie, die die Wurzeln verbindet, gemessen senkrecht zu der geraden Linie, die die Wurzeln verbindet, und zwar in einer Querschnittsgestalt, die die Axiallinie des Schraubengewindes enthält. In 14 sind die Höhen des Schraubengewindes 142, das auf der Seitenfläche des Übergangsteils 140 gebildet ist, b1, b2, b3 und b4, und in 15 sind seine Höhen b1', b2', b3' und b4'.
Ferner sind die Längen des Kamms des Schraubengewindes 142 auf dem Übergangsteil 140 in dem die Axiallinie Z enthaltenden Querschnitt in 14 n1, n2, n3 und n4 oder in 15 n1', n2', n3' und n4'. Das Schraubengewinde 142 ist auf dem Übergangsteil 140 derart gebildet, dass diese Längen länger sind als die Länge m des Kamms des Schraubengewindes 122 des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser in der die Axiallinie Z enthaltenden Querschnittsebene. Der "Kamm" bedeutet die Fläche an der Spitze des Grats zur Verbindung seiner beiden Seitenflanken, und die "Flanke" bedeutet die Fläche, die den Kamm und die Wurzel verbindet.
In den in den 14 und 15 gezeigten Beispielen ist das Schraubengewinde 142 auf dem Übergangsteil 140 derart gebildet, dass die Höhen des Schraubengewindes b1, b2, b3 und b4 oder b1', b2', b3' und b4' mit zunehmendem Abstand vom Kopfteil 102 kontinuierlich abnehmen (vgl. 12), genauer gesagt in der lateralen Richtung der 14 und 15.
In dem in 14 gezeigten Beispiel ist die Linie L1, die erhalten wird durch Verbinden der Kämme des Schraubengewindes 142, welches auf der Seitenfläche des Übergangsteils 140 gebildet ist, eine gekrümmte Linie. Indessen kann in dem in 15 gezeigten Beispiel die Linie L2 auch eine gerade Linie sein.
In den in den 14 und 15 gezeigten Beispielen nehmen die Höhen des auf dem Übergangsteil 140 gebildeten Schraubengewindes 142 b1, b2, b3 und b4 oder b1', b2', b3' und b4' mit zunehmendem Abstand vom Kopfteil 102 in einfacher Weise ab (vgl. 12). Es ist jedoch auch möglich, das Schraubengewinde so auszugestalten, dass es eine in einfacher Weise zunehmende Höhe hat. Ferner ist es möglich, das Schraubengewinde mit einer Höhe zu bilden, die in Kombination mit Zunahme und Abnahme variiert, und ebenso ist es möglich, das Schraubengewinde mit einer zufällig variierenden Höhe zu bilden.
16 ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht gemäß der anderen Ausführungsform des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser, des Übergangsteils 140 und des zylindrischen Verbindungsteils 160. 16 ist eine Schnittansicht in einem Querschnitt, der die Axiallinie Z enthält, wie im Fall von 14 oder 15.
In 16 ist der Innendurchmesser R2 des Schraubengewindes 142 auf dem Übergangsteil 140 der gleiche wie der Innendurchmesser R1 des Schraubengewindes 122 auf dem Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser. Der Innendurchmesser ist der Durchmesser eines imaginären Zylinders, der tangential zur Wurzel des Außengewindes ist. Der Radius der Wurzel des Schraubengewindes 122 ist in 16 durch R1/2 repräsentiert, und jener des Schraubengewindes 142 ist durch R2/2 repräsentiert.
Das Schraubengewinde 122 mit einer Steigung P1 und einer Höhe a ist auf dem Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser gebildet. Andererseits ist das Schraubengewinde 142 mit einer Steigung P3 und Höhen b1'', b2'' und b3'' auf dem Übergangsteil 140 gebildet, das sich vom Spitzenbereich 124 des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser weg erstreckt.
Die Steigung ist der Abstand zwischen zwei entsprechenden Punkten zueinander benachbarter Grate, gemessen parallel zur Axiallinie Z in der Schnittebene, die die Axiallinie Z enthält. Die Höhe ist der Abstand zwischen der geraden Linie, die die Kammgrate verbindet, und der geraden Linie, die die Wurzeln verbindet, gemessen senkrecht zur Axiallinie Z in der Schnittebene, die die Axiallinie Z enthält.
Die Längen des Kamms des Schraubengewindes 142 auf dem Übergangsteil 140 in der Schnittebene, die die Axiallinie Z enthält, sind in 16 n1'', n2'' und n3''. Das Schraubengewinde 142 ist auf dem Übergangsteil 140 derart gebildet, dass diese Längen länger sind als die Länge m des Kamms des Schraubengewindes 122 des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser in der Schnittebene, die die Axiallinie Z enthält, wie im Falle von 14 oder 15. In 16 ist der Kamm die Fläche an der Spitze des Grats zur Verbindung seiner beiden Flanken, und die Flanke ist die Fläche, die den Kamm und die Wurzel verbindet.
In 16 ist das Schraubengewinde 142 auf dem Übergangsteil 140 derart gebildet, dass die Höhen des Schraubengewindes b1'', b2'' und b3'' mit zunehmendem Abstand vom Kopfteil 102 kontinuierlich abnehmen (vgl. 12), genauer gesagt in der lateralen Richtung in 16.
In dem in 16 gezeigten Beispiel ist die Linie L3, die erhalten wird durch Verbinden der Kämme des Schraubengewindes 142, welches auf der Seitenfläche des Übergangsteils 140 gebildet ist, eine gekrümmte Linie. Indessen kann die Linie L3 auch eine gerade Linie sein.
Wie in den 14, 15 und 16 gezeigt ist das Schraubengewinde 142 auf dem Übergangsteil 140 in einer Gestalt wie jener gebildet, die erhalten wird durch Abschneiden des Kamms eines vollständigen Schraubengewindes, wie z.B. des Schraubengewindes 122 auf dem Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser, in einer vorbestimmten Höhe. Da der Kamm des Schraubengewindes, wie oben beschrieben, abgeschnitten ist, ist die Länge des Kamms im Querschnitt des Schraubengewindes 142 des Übergangsteils 140 größer als jene des vollständigen Schraubengewindes.
Der erfindungsgemäße Bolzen kann durch das Formwalzverfahren hergestellt werden, wobei man einen Rohling bereitstellt, auf dem kein Schraubengewinde gebildet ist. Der in 14, 15 oder 16 gezeigte Bolzen kann auf eine Weise hergestellt werden, bei der die Gestalt des Rohlings entsprechend dem Übergangsteil 140 und/oder die Gestalt einer Walzrolle eine geeignete Veränderung machen.
Eine Schraubenlinie H1 des Schraubengewindes 122, welches auf der Seitenfläche des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser gebildet ist, sowie eine Schraubenlinie H2 des Schraubengewindes 142, welches auf dem Übergangsteil 140 gebildet ist, sind in 17 gezeigt. Bei dieser Beschreibung bedeutet die oben erwähnte "Schraubenlinie" den Ort eines Punktes, für den das Verhältnis der Weglänge in axialer Richtung zum Drehwinkel um die Axiallinie konstant ist. In 17 ist die Schraubenlinie H1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt, und die Schraubenlinie H2 ist durch eine strichpunktierte Linie dargestellt. Außerdem zeigt 17 nur die Schraubenlinie H1 und H2 in der Nähe des Spitzenbereichs 124 des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser, und die Schraubenlinien sind in einem anderen Bereich weggelassen.
In dem in 17 gezeigten Beispiel sind die Linie entlang der Wurzel des Schraubengewindes 122, welches auf der Seitenfläche des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser gebildet ist, und die Linie entlang der Wurzel des Schraubengewindes 142, welches auf der Seitenfläche des Übergangsteils 140 gebildet ist, als ein Beispiel für die Schraubenlinie gezeigt. Die Schraubengewinde 122 und 142 sind derart gebildet, dass die Schraubenlinien H1 und H2 an einem Punkt 126 in 17 miteinander verbunden sind.
Ferner zeigt 18 eine imaginäre Schraubenlinie H3, die erhalten wird unter der Annahme, dass die Schraubenlinie des Schraubengewindes 122, welches auf der Seitenfläche des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser gebildet ist, verlängert wird und das Schraubengewinde gebildet wird auf den Seitenflächen des Übergangsteils 140 und des zylindrischen Verbindungsteils 160, und eine Schraubenlinie H4 des Schraubengewindes 182 ist auf dem Zylinderteil 180 mit zweitem konstanten Durchmesser gebildet.
In 18 ist die imaginäre Schraubenlinie H3 entlang der Wurzel des Schraubengewindes 122, welches auf der Seitenfläche des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser gebildet ist, durch eine gestrichelte Linie repräsentiert, und die Schraubenlinie H4 entlang der Wurzel des Schraubengewindes 182, welches auf dem Zylinderteil 180 mit zweitem konstanten Durchmesser gebildet ist, ist durch eine doppelstrichpunktierte Linie repräsentiert. Bei dem erfindungsgemäßen Bolzen sind die Schraubengewinde 142 und 182 so gebildet, dass die imaginäre Schraubenlinie H3 und die Schraubenlinie H4 nicht kontinuierlich verbunden sind, wie gezeigt ist in einem Bereich 166, der in 18 durch die durchgezogene Linie umschlossen ist. Die Schraubengewinde 142 und 182 können auch so gebildet sein, dass die imaginäre Schraubenlinie H3 und die Schraubenlinie H4 kontinuierlich verbunden sind.
Wenn der Bolzen gemäß der sechsten Ausführungsform in ein Teil wie z.B. eine Mutter eingesetzt wird, bei dem ein Innengewinde ausgebildet ist, kann das Einschneiden des Schraubengewindes ähnlich dem in 5 gezeigten Fall verhindert werden. Da ferner das Einschneiden des Schraubengewindes verhindert werden kann, kann die Orientierung des Bolzens 100 geeignet justiert werden, und somit wird es möglich, den Bolzen 100 wie im Fall der 6 leicht in die Mutter 260 zu schrauben.
Das Übergangsteil und das Zylinderteil mit zweitem konstanten Durchmesser in der sechsten Ausführungsform entsprechen jeweils dem geneigten Teil und dem Zylinderteil mit konstantem Durchmesser in der ersten bis fünften Ausführungsform.
19 zeigt die Mutter gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Mutter ist ein Schraubloch 20 gebildet. Ein Teil 22 mit einem sich verjüngend verändernden Durchmesser, das linear abgeschrägt ist, ist in der Nähe einer Öffnung 21 des Schraublochs 20 gebildet. Dieses Teil 22 mit veränderlichem Durchmesser hat einen Innendurchmesser, der mit zunehmendem Abstand von der Öffnung 21 des Schraublochs kontinuierlich abnimmt, und ein Schraubengewinde 23 mit einer vorbestimmten Steigung ist auf dem Teil 22 mit veränderlichem Durchmesser gebildet. Ferner enthält das Schraubloch 20 ein Schraubengewindeteil 25 mit konstantem Durchmesser, das angrenzt an das Teil 22 mit veränderlichem Durchmesser und auf dem ein Schraubengewinde 8 mit einer vorbestimmten Steigung gebildet ist, und das einen annähernd konstanten Innendurchmesser hat.
Das Schraubengewinde 23, das auf dem oben beschriebenen Teil 22 mit veränderlichem Durchmesser gebildet ist, ist derart ausgestaltet, dass eine Länge in der Axialrichtung auf dem Kamm des Schraubengewindes 23 größer ist als jene in der Axialrichtung auf der Spitze des Schraubengewindes 8, das auf dem Schraubengewindeteil 25 mit konstantem Durchmesser gebildet ist.
20 zeigt die Mutter gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ein Teil 24 mit veränderlichem Durchmesser mit einer Bogengestalt, die leicht konvex nach innen verläuft, ist in der Nähe einer Öffnung 21 des Schraublochs 20 gebildet. Das Teil 24 mit veränderlichem Durchmesser hat einen Innendurchmesser, der mit zunehmendem Abstand von der Öffnung 21 des Schraublochs koninuierlich abnimmt, und ein Schraubengewinde 26 mit einer vorbestimmten Steigung ist auf dem Teil 24 mit veränderlichem Durchmesser gebildet. Ferner enthält das Schraubloch 20 ein Schraubengewindeteil 25 mit konstantem Durchmesser, das angrenzt an das Teil 24 mit veränderlichem Durchmesser und auf dem das Schraubengewinde 8 mit einer vorbestimmten Steigung gebildet ist, und das einen annähernd konstanten Innendurchmesser hat. Das Schraubengewinde 26, welches auf dem oben beschriebenen Teil 24 mit veränderlichem Durchmesser gebildet ist, ist derart ausgestaltet, dass in der Axialrichtung eine Länge auf der Spitze des Schraubengewindes 26 größer ist als jene in der Axialrichtung auf der Spitze des Schraubengewindes 8, welches auf dem Schraubengewindeteil 25 mit konstantem Durchmesser gebildet ist.
Das Teil mit veränderlichem Durchmesser ist in der Nähe beider Öffnungen 21 (Oberseite und Unterseite) des Schraublochs 20 gebildet. Das Teil mit veränderlichem Durchmesser kann auch in der Nähe nur einer Öffnung 21 gebildet sein, in die der Bolzen einzusetzen ist.
Selbst wenn ein Bolzen schräg in die Mutter eingesetzt wird, die in den 19 und 20 gezeigt ist, wie es in 21 dargestellt ist, so ist es möglich, das Festfressen und Schneiden zwischen dem Schraubengewinde 23 oder 26 des Teils 24 mit veränderlichem Durchmesser und dem unvollständigen Schraubengewinde 9 des Bolzens zu verhindern. Ferner kann selbst dann, wenn der Bolzen schräg in die Mutter eingesetzt und dann festgezogen wird, die Orientierung des Bolzens geeignet justiert werden, und somit ist es möglich, den Bolzen richtig in die Mutter zu schrauben.
Selbst wenn ein erfindungsgemäßer Bolzen in eine Mutter eingesetzt wird, ohne dass ihre Axiallinien zueinander ausgerichtet sind, so ist es möglich, das Schneiden zwischen dem auf dem Übergangsteil gebildeten Schraubengewinde und dem auf der Mutter gebildeten Schraubengewinde zu verhindern. Die Orientierung des Bolzens kann bezüglich der Mutter mittels des Schraubengewindes, das auf dem Zylinderteil mit zweitem konstanten Durchmesser gebildet ist, geeignet justiert werden. Da die Orientierung des Bolzens geeignet justiert werden kann, ist es außerdem möglich, den Bolzen leicht zu schrauben.

Claims

Bolzen (100) zur Ausrichtung mit einem Innengewindeelement (7), umfassend: ein Kopfteil (102); und ein Schaftteil (104), das sich von dem Kopfteil erstreckt, wobei das Schaftteil (104) umfasst: ein Zylinderteil (120) mit einem ersten konstanten Durchmesser, das einen ersten konstanten Durchmesser entlang der Axialrichtung (A) aufweist und ein Schraubengewinde (122) mit einer vorbestimmten Steigung aufweist, welches an der Seitenfläche desselben gebildet ist; ein Übergangsteil (140), das eine sich verjüngende Gestalt mit einem Durchmesser aufweist, der kontinuierlich mit zunehmendem Abstand vom Kopfteil (102) in der Axialrichtung (A) abnimmt, und das sich konzentrisch vom Spitzenbereich (124) des Zylinderteils (120) mit erstem konstanten Durchmesser erstreckt und ein Schraubengewinde (142) mit einer vorbestimmten Steigung an der Seitenfläche desselben aufweist; sowie ein Zylinderteil (180) mit einem zweiten konstanten Durchmesser, das in der Axialrichtung (A) einen zweiten konstanten Durchmesser kleiner als der erste Durchmesser aufweist und ein Schraubengewinde (182) mit einer vorbestimmten Steigung an der Seitenfläche desselben aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Bolzen (100) ferner umfasst: ein gewindefreies zylindrisches Verbindungsteil (160), das einen Durchmesser kleiner als der erste Durchmesser in der Axialrichtung aufweist und sich konzentrisch vom Spitzenbereich des Übergangsteils (140) erstreckt, wobei sich das Zylinderteil (180) mit zweitem konstanten Durchmesser konzentrisch vom Spitzenbereich des zylindrischen Verbindungsteils (160) erstreckt, und wobei ein Kammteil des Schraubengewindes (142), welches an der Seitenfläche des Übergangsteils (140) gebildet ist, abgeschnitten ist.
Bolzen (100) nach Anspruch 1, wobei in der Axialrichtung (A) eine Länge eines Kamms des Schraubengewindes (142), das auf dem Übergangsteil (140) gebildet ist, länger ist als eine Länge in der Axialrichtung (A) eines Kamms des Schraubengewindes (122), welches auf dem Zylinderteil (120) mit erstem konstanten Durchmesser gebildet ist.
Bolzen (100) nach Anspruch 1, wobei im Querschnitt entlang der Axialrichtung (A), der die Achse enthält, eine Linie, die erhalten wird durch Verbinden der Kämme des Schraubengewindes (142), welches auf dem Übergangsteil (140) gebildet ist, eine gekrümmte Linie oder eine gerade Linie ist.
Bolzen (100) nach Anspruch 1, wobei die Steigung des Schraubengewindes (122), welches auf dem Zylinderteil (120) mit erstem konstanten Durchmesser gebildet ist, annähernd gleich der Steigung des Schraubengewindes (182) ist, welches auf dem Zylinderteil (180) mit zweitem konstanten Durchmesser gebildet ist.
Bolzen (100) nach Anspruch 1, wobei eine erste Schraubenlinie (H1) des Schraubengewindes (122), welches auf dem Zylinderteil (120) mit erstem konstanten Durchmesser gebildet ist, kontinuierlich mit einer Schraubenlinie (H2) des Schraubengewindes (142) verbunden ist, welches auf dem Übergangsteil (140) gebildet ist.
Bolzen (100) nach Anspruch 1, wobei eine imaginäre Schraubenlinie (H3) nicht kontinuierlich mit einer zweiten Schraubenlinie (H4) des Schraubengewindes (182) verbunden ist, welches auf dem Zylinderteil (180) mit zweitem konstanten Durchmesser gebildet ist, wobei die imaginäre Schraubenlinie (H3) erhalten wird unter der Annahme, dass die erste Schraubenlinie (H1) des Schraubengewindes (122), welches auf dem Zylinderteil (120) mit erstem konstanten Durchmesser gebildet ist, verlängert wird und dann das Schraubengewinde auf der Seitenfläche des Übergangsteils (140) und der Seitenfläche des zylindrischen Verbindungsteils (160) gebildet ist.