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I. Anwendungsgebiet
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Die Erfindung betrifft eine Schraube
mit sehr gutem Führungsverhalten.
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II. Technischer Hintergrund
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Es sind bereits Schrauben bekannt,
die an ihrem vorderen Ende des Schaft-Bereiches mit einem Führungsbereich
ausgestattet sind, um bei schrägem
Einführen
der Schraube in ein passendes Innengewinde die Schraube ihre Lage
selbst korrigieren zu lassen, damit sie exakt in das Innengewinde eingeführt wird
(wie beispielsweise in den japanischen vorläufigen Gebrauchsmustern Veröffentlichung-Nr.
5-57415, 59-37413, 6-59619, 52-77371 und 50-79861 beschrieben). 3 zeigt ein Beispiel einer
bekannten Schraube dieser Art, bei der der konische Bereich 3 am
vorderen Ende des Schaft-Bereiches 2, der normale Gewindegänge 1 aufweist, ausgebildet
ist und Gewindegänge 4 auch
auf dem konischen Bereich angeordnet sind.
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Man glaubte, dass man den konischen
Bereich 3 nicht nur als einfache, schrägstehende Gleitfläche ausbilden
könnte,
sondern mit Gewindegängen 4 ausstatten
könnte,
so dass bei etwas schrägem
Einsetzen einer Schraube in ein passendes Innengewinde wie einer
Mutter oder Ähnlichem
die Gewindegänge
auf dem konischen- Bereich in die Gewindegänge 6 des Innengewindes
greifen und die exakte Führung
der Schraube relativ zum Innengewinde ermöglichen unter Korrektur der
Position der Schraube.
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Allerdings ist es nicht möglich komplette
Gewindegänge
auf dem konischen Bereich 3 anzuordnen, weshalb die Gewindegänge 4 auf
einem solchen Bereich unvollständig
bleiben. Diese unvollständigen Gewindegänge weisen
eine geringere Höhe,
also eine geringere Gewindetiefe auf, als vollständige Gewindegänge. Wenn
daher der Schrägstellungswinkel Θ der zentralen
Achse der Schraube relativ zur zentralen Achse des Innengewindes
klein ist (siehe 4,
gleiches gilt für
die nachfolgende Beschreibung), kann die Schraube bezüglich der
Einführrichtung
korrigiert werden, wenn jedoch der Schrägstellungswinkel Θ groß ist, greifen
die Gewindegänge
auf dem konischen Bereich nicht in die Gewindegänge 6 des Innengewindes 5,
und ein Durchrutschen tritt auf, welches die Gewindegänge des
Innengewindes zerdrückt
und ein Überspringen
der Gewindegänge
bewirkt mit dem Ergebnis, dass beim weiteren Festziehen die Gefahr
des Verklemmens der Schraube besteht.
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Wenn solche Schrauben mit Hilfe von
automatischen Vorrichtungen verschraubt werden, kann zusätzlich zum
Schrägstellungswinkel
auch eine fehlende axiale Fluchtung (fehlende Fluchtung zwischen der
Schraubenachse und der Achse des Innengewindes) Probleme aufwerfen. Üblicherweise
besteht die Forderung der Anwender darin, das ein Schrägstellungswinkel Θ von mindestens
3° bei einem
Versatz von 3 mm vorhanden sein kann.
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US
2,382,019 beschreibt Schrauben, die in axialer Richtung
einstückig
mehrere Schaft-Bereiche aufweisen, wobei die nächste Sektion einen jeweils kleineren
Durchmesser als die vorangehende Sektion aufweist.
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EP 0532990 A1 beschreibt konische Schrauben
mit Schaft-Bereichen unterschiedlicher Durchmesser.
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EP 0845607 A1 beschreibt Schrauben mit einem
Schaft und einem helixförmigen
Gewindebereich, der sich im Wesentlichen über die Länge des Schaftes erstreckt,
und wobei der Außendurchmesser
der Schraube einschließlich
des Gewinde- Bereiches
sich von einem Bereich in der Nähe
des Kopfes aus in wenigstens
3 Stufen reduziert.
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III: Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Die Erfindung löst die beschriebenen Probleme
früherer
Schrauben und stellt eine Schraube zur Verfügung, die ihre eigene Lage
korrigiert und die richtige Richtung einnimmt ohne Fehlfunktionen
wie Durchrutschen, Verklemmen und ähnliches, auch wenn die Schraube
schief in ein passendes Innengewinde eingeführt wird. Ferner erfüllt die
erfindungsgemäße Schraube
die Forderungen der Anwender im Falle einer maschinellen Anbringung
der Schraube.
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b) Lösung der Aufgabe
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Um die oben beschriebenen Probleme
zu lösen,
wird folgende Schraube zur Verfügung
gestellt:
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Schraube für die Benutzung zusammen mit einem
passenden Innengewinde-Teil mit
- – einem
Schaft-Bereich , der normale Gewindegänge aufweist,
- – einem
Säulen-Bereich
mit konstantem Durchmesser, der in Einführrichtung der Schraube am vorderen
Ende des Schaft-Bereiches ausgebildet ist und
- – einem
konischen Bereich zwischen dem Schaft-Bereich und dem Säulen-Bereich mit konstantem
Durchmesser,
wobei der Säulen-Bereich
mit konstanten Durchmesser vollständige Gewindegänge aufweist,
die die gleiche Gewindesteigung und Gewindetiefe wie die normalen
Gewindegänge
des Schaft-Bereiches aufweisen und über eine Länge entsprechend 1,5–5 Gewindesteigungen
vorhanden sind, wobei der Säulen-Bereich
mit konstantem Durchmesser einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner
ist als der des Schaft-Bereiches und etwa gleich dem kleinsten Innendurchmesser
des dazu passenden Innengewinde-Teiles ist und wobei der konische
Bereich eine Länge
entsprechend 1 – 1,5
Gewindesteigungen besitzt, und
wobei die Schraube selbsttätig ihre
Lage bei Anwendung einer Befestigungskraft auf die Schraube als
solche korrigiert, wenn die Schraube unter einem Winkel in das Innengewinde-Teil
eingeführt wurde,
und in exakte Anlage mit diesem gebracht werden kann.
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Vorzugsweise weist die Schraube einen
konischen Endbereich 10 in Inneinführrichtung am vorderen Ende
des Säulen-Bereiches 8 mit
konstantem Durchmesser auf.
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Vorzugsweise ist der Außendurchmesser
(also der Durchmesser eines imaginären Zylinders, der die Spitzen
der Gewindegänge
berührt)
des Säulen-Bereiches
mit konstantem Durchmesser etwa der gleiche, wie der Minimalwert
(ein zugelassener Minimalwert, wie er durch Gewinde-Normen vorgeschrieben
wird) des Innendurchmessers eines passenden Innengewinde-Teiles.
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Die Schraube gemäß der Erfindung weist einen
Säulen-Bereich
mit konstantem Durchmesser am einen Ende in Einführrichtung des Schaft-Bereiches
auf, und vollständige
Gewindegänge
auf dem Säulen-Bereich
mit konstantem Durchmesser, die eine gleiche Gewindesteigung und
Gewindetiefe wie die normalen Gewindegänge auf dem Schaft-Bereich besitzen,
so dass – auch
wenn die Schraube schräg in
das Innengewinde eingeführt
wird – die
vollständigen
Gewindegänge
auf dem Säulen-Bereich
mit konstantem Durchmesser die Gewindegänge des Innengewindes sicher
erfassen können
und die Schraube im Innengewinde fixiert wird in dem die Schraube selbsttätig ihre
Position aufgrund der Kraft des Festziehens korrigiert und exakt
in Innengewinde eingebracht wird. Die Schraube gemäß der Erfindung
wird daher keine Befestigungsfehler wie Durchrutschen, Verklemmen
oder ähnliches
verursachen, wie vorbekannte Schrauben der vorbekannten Bauformen,
und die Gewindegänge
der zugehörigen Innengewinde werden
nicht beschädigt.
Der Effekt der Positionskorrektur der vorliegenden Schraube tritt
bei größerem als
auch kleinerem Versatz auf, so dass auch ein unproblematisches maschinelles
Anbringen und Festziehen möglich
ist.
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c) Ausführungsbeispiele
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Eine Ausführungsform gemäß der Erfindung ist
im folgenden anhand der Figuren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
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1:
Einen Teilschnitt entlang der Einführrichtung durch eine erfindungsgemäße Schraube,
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2:
einen Teilschnitt, während
die Schraube schräg
in ein passendes Innengewinde eingeführt wird,
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3:
einen Teilschnitt in Einführrichtung
einer vorbekannten Schraube,
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4:
einen Teilschnitt in Einführrichtung
einer vorbekannten Schraube, die schräg in ein passendes Innengewinde
eingeführt
wird und
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5:
einen Teilschnitt bei Verklemmung der vorbekannten Schraube in einem
passenden Innengewinde.
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In 1 bezeichnet
Bezugsziffer 2 einen Schaft-Bereich, der auf seiner Außenfläche normale Gewindegänge 1 wie übliche Schrauben
trägt.
Ein Säulen-Bereich 8 mit
konstantem Durchmesser ist an dem Endbereich des Schaft-Bereiches 2 in
Einführrichtung
ausgebildet mit einem kurzen konischen Bereich 7 dazwischen.
Der Außendurchmesser
d2 des Säulen-Bereiches 8 mit
konstanten Durchmesser ist kleiner als der Außendurchmesser d1 des Schaft-Bereiches 2,
und ist vorzugsweise etwa gleich groß wie der Mindestwert des Innendurchmessers
d3 eines passenden Innengewindes 5. Weiterhin besitzt der konische
Bereich 7 eine Länge
entsprechend 1–1,5 Gewindegänge (diese
Länge entspricht
etwa 25° ausgedrückt als
Winkel).
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Der Säulen-Bereich 8 mit
konstantem Durchmesser ist mit vollständigen Gewindegängen 9 ausgebildet.
Die vollständigen
Gewindegänge 9 besitzen eine
gleiche Steigung und Gewindetiefe wie die normalen Gewindegänge 1 auf
dem Schaft-Bereich 2. Wie oben beschrieben, dienen die
vollständigen
Gewindegänge 9 dazu,
die Gewindegänge
des Innengewindes sicher zu erfassen, wenn die Schraube schräg in das
passende Innengewinde 5 (siehe 2) eingeführt wird. Wenn die Anzahl der
vollständigen
Gewindegänge
zu klein ist, wie es bei normalen Schrauben der Fall ist, kann es
diesen Effekt nicht vollständig
bewirken. Andererseits tragen die vollständigen Gewindegänge nichts
zur Befestigungsfunktion bei, nachdem die Schraube korrekt im passenden
Teil fixiert ist, weshalb nichts gewonnen wird, wenn der Säulen-Bereich
mit konstantem Durchmesser verlängert
wird. Deshalb sind vorzugsweise 1,5–5 Gewindegänge des vollständigen Gewindes
ausgebildet.
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Weiterhin ist vorzugsweise ein konischer Endbereich
10 am Ende des Säulen-Bereiches 8 mit konstantem
Durchmesser in Einführrichtung
ausgebildet. Der konische Endbereich 10 dient als Führung beim
Einführen
der Schrauben in das passende Innengewinde 5, ist jedoch
verzichtbar. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der konische
Endbereich mit unvollständigen
Gewindegängen 11 ausgestattet,
kann jedoch auch ohne Gewinde schräg gestaltet sein.
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Wenn die Schraube dieser Form schief
in ein passendes Innengewinde 5 eingeführt wird, drückt der
Säulen-Bereich 8 mit
konstantem Durchmesser gegen die Innenfläche des Innengewindes 5,
wie in 2 dargestellt,
und können
die Gewindegänge des
Innengewindes 5 sicher erfassen, da die Gewindegänge des
Säulen-Bereiches 8 mit
konstantem Durchmesser vollständige
Gewindegänge 9 sind.
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Wenn daher die Schraube von dem Zustand der 2 aus weiter ins Innengewinde
eingeschraubt wird, wirkt eine Abwärtskraft nur im linken Bereich
(siehe 2) auf die Schraube,
so dass die Schrägstellung
zum Zeitpunkt der Einführung
der Schraube korrigiert wird durch die Einführbewegung der Schraube selbst,
und die Schraube exakt passend ins Innengewinde geführt wird.
Die Schraube rutscht damit im Innengewinde nicht durch wie übliche Schrauben,
und auch das Verquetschen der Gewindegänge des Innengewindes wird
vermieden. Auch ein Verklemmen, wie es beim Festziehen im Zustand
der Überschneidung
des Gewindes auftritt, wird verhindert.
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Wie vorher beschrieben weist die
Schraube einen Säulen-Bereich
mit konstantem Durchmesser auf, der am Ende des Schaft-Bereiches
in Einführrichtung
ausgebildet ist und der vollständige
Gewindegänge
auf dem konstanten Durchmesser dieses Bereiches aufweist, die die
gleiche Gewindesteigung und gleiche Gewindetiefe wie die normalen
Gewindegänge
im Schaft-Bereich besitzen, wodurch der Vorteil erzielt wird, dass
beim schiefen Einführen
der Schraube in das Innengewinde die Gewindegänge des Innengewindes sicher
ergriffen werden und ein Durchrutschen und Verklemmen vermieden
wird, also die Schraube korrekt passend in das Innengewinde eingeführt wird
unter Korrektur der Schraubenposition. Weiterhin kann die erfindungsgemäße Schraube
auf die gleiche Art und Weise hergestellt werden wie bekannte Schrauben
mittels Rollen und ohne die Notwendigkeit einer speziellen Vorrichtung.
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- 1
- Gewindegang
- 2
- Schaft-Bereich
- 3
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- 4
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- 5
- Innengewinde-Teil
- 6
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- 7
- konischer
Bereich
- 8
- Säulen-Bereich
- 9
- Gewindegänge
- 10
- Konischer
Endbereich
- B
- Schraube