DE69814954T2

DE69814954T2 - Schraubverbindung

Info

Publication number: DE69814954T2
Application number: DE69814954T
Authority: DE
Inventors: Josef Buser; Ludwin Rauber; Ulrich Ferber
Original assignee: Whirlpool Corp
Current assignee: Whirlpool Corp
Priority date: 1997-03-13
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 2004-03-04
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: EP0864757A3; DE69814954D1; DE29704545U1; EP0864757B1; EP0864757A2

Description

Die Erfindung betrifft einen Schraubenkopf für eine Schraubverbindung mit einem Innen- und Außengewinde, der für einen Sechskant-Steckschlüssel ausgebildet ist.
Im allgemeinen ist diese bekannte Schraubverbindung mit einem massiven Sechskant als Schraubenkopf versehen. Der Sechskant-Steckschlüssel wird mit seiner Sechskantaufnahme auf den Sechskant aufgesteckt, so dass eine formschlüssige Verbindung hergestellt ist, die zur Übertragung eines großen Drehmomentes in beiden Drehrichtungen geeignet ist. Vielfach ist das Schraubteil nicht als reine Befestigungsschraube ausgebildet und wird als kompliziertes Metall- oder Kunststoff-Spritzgußteil hergestellt. Dabei ist die im massiven Schraubenkopf angehäufte Materialansammlung ein Hindernis, um das Schraubteil schnell und preisgünstig herstellen zu können.
Die FR-A 130 920 beinhaltet einen metallischen Schraubenkopf, der sechs Stege aufweist, welche durch längliche Schlitze an den sechs Seiten des Sechskantkopfes gebildet werden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schraubverbindung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei der eine nachteilige, massive Materialanhäufung im Schraubenkopf vermieden und über die Auslegung des Schraubenkopfes auf einfache Art das übertragbare Drehmoment beeinflusst werden kann.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der Schraubenkopf drei im Winkel von 120° von der Mitte des Schraubenkopfes strahlenförmig ausgehende Stege aufweist, deren freie Enden als Spitzen auslaufen, und dass diese Spitzen auf einer Kreisbahn liegen und einen Abstand untereinander aufweisen, der der Schlüsselweite des Sechskant-Streckschlüssels entspricht.
Mit den Stegen wird ein Schraubenkopf geschaffen, der eine Materialanhäufung vermeidet und an die Dicke der übrigen Bereiche des Schraubteils angepasst werden kann. Darüber hinaus ist der aus Stegen gebildete Schraubenkopf nur für ein vorgebbares Drehmoment dimensionierbar.
Ist dabei vorgesehen, dass die Spitzen auf den Mittelachsen der Stege liegen und durch symmetrisch zu diesen stehenden Flanken gebildet sind, welche einen Winkel von 135° einschließen, dann lässt sich mit den Flankenabmessungen vorgeben, mit welchem Drehmoment der Sechskant-Steckschlüssel über die Stege hinweggedreht wird. Dabei kann durchaus vorgesehen sein, dass sich die Flanken über die Stege seitlich hinaus in die anschließenden Seitenflächen des Sechskant-Steckschlüssels erstrecken.
Mit der Materialwahl und die Abmessungen der Stege und Flanken kann die Übertragung eines vorgegebenen Drehmoments abgestimmt werden.
Um eine eindeutige Wirkverbindung zwischen den Stegen und dem Sechskant-Steckschlüssel zu erreichen, ist nach einer Ausgestaltung vorgesehen, dass die Höhe der Stege in der Einschraubrichtung an die Tiefe der Sechskantaufnahme im Sechskant-Steckschlüssel angepasst ist.
Die Erfindung ist mit Vorteil insbesondere bei einer Ausgestaltung anwendbar, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der Schraubenkopf einstöckig an einer Nabe eines Pumpenflügelrades angeformt ist, das mit der Motorwelle eines Elektromotors verschraubbar ist.
Dabei ist vorgesehen, dass die Nabe des Pumpenflügelrades mit Innengewinde auf die mit Außengewinde versehene und in einem Lagerschild des Elektromotors gelagerte Motorwelle aufschraubbar ist, und dass das Pumpenflügelrad in einer Pumpenkammer angeordnet ist, die von einem Pumpengehäuse und dem Lagerschild des Elektromotors gebildet ist und sich über eine Druckfeder, einen Gummibelag und einen Kohlering drehbar an einem im Lagerschild gelagerten Keramikring abstützt. Auf diese Weise lässt sich in bekannter Weise der vorgegebene Frontspalt zwischen dem Pumpenflügelrad und dem Pumpengehäuse einstellen.
Beim Aufschrauben des Pumpenflügelrades auf die Motorwelle wird die Druckfeder zusammengedrückt, wodurch sich die Anpresskraft zwischen Kohlering und Keramikring vergrößert. Sobald das durch den Schraubenkopf vorgegebene Drehmoment erreicht ist, kommt der Sechskant-Steckschlüssel außer Wirkver bindung mit dem Schraubenkopf und die weitere Erhöhung der Anpresskraft ist verhindert. Damit wird auch das vom Elektromotor auf das Pumpenflügelrad übertragbare Drehmoment begrenzt und so eine Überlastsicherung geschaffen.
Die Erfindung wird anhand einer Schraubverbindung zwischen einem Pumpenflügelrad als Schraubteil und einer Motorwelle eines Elektromotors zum Erreichen einer Überlastsicherung näher erläutert. Es zeigen:
1 im Schnitt eine Pumpe mit Pumpenflügelrad und Motorwelle und
2 eine Teilvorderansicht des Pumpenflügelrades mit dem erfindungsgemäßen Schraubenkopf.
Wie 1 zeigt, ist eine Motorwelle 26 eines Elektromotors in einem Lagerschild 10 gelagert, der mit einem Pumpengehäuse 11 eine Pumpenkammer bildet. In dieser Pumpenkammer ist ein Pumpenflügelrad 20 mit Flügeln oder Schaufeln 21 angeordnet und auf das in die Pumpenkammer ragende Ende der Motorwelle 26 aufgeschraubt, wie die Schraubverbindung 27 erkennen lässt. Diese Schraubverbindung umfasst ein Innengewinde der Nabe 25 des Pumpenflügelrades 20 und ein Außengewinde der Motorwelle. In dem Pumpendeckel 10 ist ein Keramikring 13 gelagert, auf dem sich ein Kohlering 14 abstützt, der durch eine Druckfeder 15 am Keramikring 13 gehalten ist. Der Gummibalg 16 deckt den Übergang dicht ab. Wie das Bezugszeichen 12 erkennen lässt, ist der Pumpendeckel 10 fest mit dem Pumpengehäuse 1 1 verbunden, z. B. durch thermoplastische Verformung oder Reibschweißen.
Der Schraubenkopf 22 weist eine Grundplatte auf, welche die Nabe 25 verschließt. Auf dieser Grundplatte sind, wie 2 zeigt, drei Stege 23 angeformt, die von der Mitte der Grundplatte strahlenförmig ausgehen und im Winkel von 120° zueinander stehen. Die Stege 23 laufen in Spitzen aus, die auf einer Kreisbahn liegen und einen Abstand zueinander aufweisen, der der vorgegebenen Schlüsselweite, z. B. SW10, des Sechskant-Steckschlüssels entspricht. Die Spitzen lassen sich durch Flanken 24 bilden, die symmetrisch zu den Mittelachsen der Stege 23 angeordnet sind und jeweils einen Winkel von 135° einschließen. Damit wird erreicht, dass die Flanken 24 an den angrenzenden Seitenflächen der Steckaufnahme des Sechskant-Steckschlüssels anliegen.
Mit den Abmessungen der Stege 23 und den Flanken 24 kann in Verbindung mit der Materialwahl für das Pumpenflügelrad 20 vorgegeben werden, bei welchem Drehmoment der Sechskant-Steckschlüssel über die Stege 23 "durchgedreht" wird. Dies bedeutet, dass über den so ausgestalteten Schraubenkopf 22 nur ein bekanntes Drehmoment übertragen werden kann, da die Stege 23 einem erhöhten Drehmoment ausweichen. Dies bedeutet im beschriebenen Anwendungsbeispiel, dass das Pumpenflügelrad 20 nur so weit auf die Motorwelle 26 aufgeschraubt werden kann, bis bei einem über die Druckfeder 15 erzeugten Gegendruck eine weitere Erhöhung des Drehmomentes am Schraubenkopf 22 durch "Durchdrehen" des Sechskant-Steckschlüssels vermieden ist. Dabei ist dann auch der gewünschte Frontspalt s zwischen dem Pumpenflügelrad 20 und dem Pumpengehäuse 1 1 eingestellt. Der Kohlering 14 stützt sich entsprechend stark auf dem Keramikring 13 ab, so dass eine Begrenzung des vom Elektromotor auf das Pumpenflügelrad 20 übertragbare Drehmoment gegeben ist. Diese Kopplung zwischen dem Keramikring 13 und dem Kohlering 14 bildet eine Überlastsicherung.
Mit dem neuen Schraubenkopf 22 wird nicht nur eine massive Materialanhäufung am Pumpenflügelrad 20 vermieden, es wird gleichzeitig auch das übertragbare Drehmoment für die Schraubverbindung 27 vorgegeben.

Claims

Schraubenkopf (22) für eine Schraubverbindung mit einem Innen- und Außengewinde versehenen Schraubteil, das für einen Sechskant-Steckschlüssel ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (22) nur drei im Winkel von 120° von der Mitte des Schraubenkopfes (22) strahlenförmig ausgehende Stege (23) aufweist, deren freie Enden als Spitzen auslaufen, und dass diese Spitzen auf einer Kreisbahn liegen und einen Abstand untereinander aufweisen, der der Schlüsselweite des Sechskant-Steckschlüssels entspricht.
Schraubenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spitzen auf den Mittelachsen der Stege (23) liegen und durch symmetrisch zu diesen stehenden Flanken (24) gebildet sind, welche einen Winkel von 135° einschließen.
Schraubenkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Flanken (24) über die Stege (23) seitlich hinaus in die anschließenden Seitenflächen des Sechskant-Steckschlüssels erstrecken.
Schraubenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialwahl und die Abmessungen der Stege (23) und Flanken (24) auf die Übertragung eines vorgegebenen Drehmomentes abgestimmt sind.
Schraubenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Stege (23) in der Einschraubrichtung an die Tiefe der Sechskantaufnahme im Sechskant-Steckschlüssel angepasst ist.
Schraubenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (22) einstöckig an einer Nabe (25) eines Pumpenflügelrades (20) einstückig angeformt ist, das mit der Motorwelle (26) eines Elektromotors verschraubbar ist.
Schraubenkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (25) des Pumpenflügelrades (20) mit Innengewinde auf die mit Außengewinde versehene und in einem Lagerschild (12) des Elektromotors gelagerte Motorwelle (26) aufschraubbar (27) ist.
Schraubenkopf nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpenflügelrad (20) in einer Pumpenkammer angeordnet ist, die von einem Pumpengehäuse (1 1) und dem Pumpendeckel (10) gebildet ist und sich über eine Druckfeder (15), einen Gummibelag (16) und einen Kohlering (14) drehbar an einem im Pumpendeckel (10) gelagerten Keramikring (13) abstützt.