DE69921466T2

DE69921466T2 - Unverlierbare schraube

Info

Publication number: DE69921466T2
Application number: DE69921466T
Authority: DE
Inventors: J. Thomas ELLIS; A. Edward MCCORMACK; L. Harry DICKERSON
Original assignee: Southco Inc
Current assignee: Southco Inc
Priority date: 1998-04-14
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: EP1075603A2; EP1075603B1; CN1304480A; DE69921466D1; WO1999053206A3; AU3004399A; JP2002511553A; US20010041110A1; US6468012B2; BR9909608A; EP1075603A4; CA2328222A1; WO1999053206A2; CN1153011C

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf unverlierbare Schrauben von der Art, wie sie allgemein verwendet werden, um ein erstes Strukturelement bzw. plattenartiges Teil an einem zweiten Strukturelement bzw. plattenartigen Teil, Rahmen oder sonstigen Oberfläche anzubringen, wobei es erwünscht ist, die Befestigungseinrichtung an dem ersten Strukturelement ohne lose Teile an ihrem Platz zu halten. Die unverlierbare Schraube ist an dem oberen Strukturelement oder Platte montiert, so daß die Schraube an der Platte montiert bleibt, selbst wenn die Gewindegänge der Schraube vollständig mit der Gewindebohrung in der zweiten Platte bzw. dem zweiten Strukturelement außer Eingriff gebracht sind, mit welchem die erste Platte verbunden ist.
Diskussion des Standes der Technik
Die vorliegende Erfindung ist auf eine neue und verbesserte unverlierbare Schraube von der Art gerichtet, die einen Knopf, ein Schraubenteil und eine Hülse aufweist. Die unverlierbare Schraube wird an einem Strukturelement bzw. einer Platte durch die Hülse festgehalten, und während die Schraube in ein zweites Element eingeschraubt wird, zieht sich der Knopf teleskopartig über der Hülse zurück. Eine Feder kann verwendet werden, welche den Knopf und den damit einstückigen Schraubenteil in seine vollständig zurückgezogene Position drückt, wenn die unverlierbare Schraube nicht mit dem zweiten Strukturteil verbunden ist, und zieht dadurch die Gewindegänge der Schraube von dem Bereich des unteren Strukturelementes fort. [0003] Unverlierbare Schrauben der vorstehend genannten Art sind allgemein beispielsweise in dem US-Patent Nr. 5,382,124 von Frattarola und in dem französischen Patent 1,339,942 offenbart. Diese Patente zeigen unverlierbare Schrauben des hier beschriebenen allgemeinen Typs, weisen jedoch unterschiedliche Ausgestaltungen aus, bei welchen der Schraubenkopf einstückig mit dem Knopf der unverlierbaren Schraube zusammentrifft.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine zurückziehbare, unverlierbare Schraube mit niedrigem Profil von der Art, bei welcher ein erstes plattenartiges Teil oder eine andere dünne ebene Oberfläche an einer anderen Oberfläche befestigt werden soll, wie z. B. an einer zweiten Platte oder einem Rahmen. Die unverlierbare Schraube gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine besondere Ausgestaltung hinsichtlich der Einrichtungen, mit welcher der Schraubenabschnitt der unverlierbaren Schraube an dem Knopf der unverlierbaren Schraube befestigt ist. Die Schraube ist an der ersten Platte anbringbar und wird verwendet, um die erste Platte an einer darunterliegenden Oberfläche zu befestigen, wobei die untere Oberfläche eine Gewindebohrung aufweist. Die unverlierbare Schraube hat einen Schraubenabschnitt mit oder ohne einen zusätzlichen Flansch, welcher die Peripherie des Kopfes der Schraube umgibt, mit Vorsprüngen, die einstückig an dem äußeren Umfang des Schraubenkopfes oder Flansches angebracht sind, einen dünnwandigen, hohlen zylindrischen Knopf, welcher starr an der Schraube angebracht ist, eine Hülse, die an der oberen Platte und dem Knopf angebracht ist, und eine Feder. Der Flansch mit den Vorsprüngen oder der Schraubenkopf mit den Vorsprüngen verbindet den Schraubenkopf starr mit der Innenfläche des Knopfes und gewährleistet eine Preßpassung der Schraube an der Innenfläche des Knopfes. Der Flansch bietet, falls er verwendet wird, beträchtliche Vorteile insoweit bereit, als er einen aktiven Anschlag bildet, wenn die Schraube in den Knopf eingepreßt wird. Weiterhin ist der Schraubenkopf von der Unterseite des Knopfes her in dem Knopf installiert anstatt von der Oberseite des Knopfes, wie es bei ähnlichen Schrauben nach dem Stand der Technik der Fall ist, was weitere Vorteile bietet, wie sie nachstehend beschrieben werden.
Eine zweite Einrichtung für die Befestigung der Schraube an dem Knopf ermöglicht eine Preßpassung der Schraube in dem Knopf, indem eine Abschrägung entlang des Umfanges der Schraube mit Material von der inneren Fläche des Knopfes ausgefüllt wird. Diese neue Konstruktion bietet beträchtliche strukturelle Vorteile gegenüber den unverlierbaren Schrauben nach dem Stand der Technik. Die Schraube bringt eine Kraft direkt durch die Hülse auf anstatt durch einen Teil des Knopfes, wie es bei einigen Schrauben nach dem Stand der Technik der Fall ist. Die Konstruktion der Schnittstelle zwischen Knopf und Schraube ermöglicht das Einsetzen der Schraube in die bzw. von der Unterseite des Knopfes anstatt von der Oberseite des Knopfes. Beim Versagen der Schnittstelle zwischen Knopf und Schraube hält die unverlierbare Schraube der vorliegenden Erfindung dennoch die Platten, an welchen die unverlierbare Schraube angebracht ist, zusammen. Selbst wenn der Knopf sich von der Schraube löst, während die Schraube in der offenen Position ist, wird der Knopf dennoch an der Schraube gehalten, die Schraube wird in dem Aufbau der unverlierbaren Schraube gehalten und die Schraube als solche funktioniert ordnungsgemäß.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine unverlierbare Schraube bereitzustellen, die eine verbesserte, stärkere Schnittstelle zwischen Knopf und Schraube bereitstellt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine unverlierbare Schraube bereitzustellen, die eine verbesserte, stärkere Schnittstelle zwischen Knopf und Schraube bereitstellt, welche eine größere Oberfläche und daher einen stärkeren Zusammenhalt gewährleistet, insbesondere, wenn die unverlierbare Schraube auf bzw. in eine Platte gepreßt wird.
Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Figuren.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 ist eine Seitenansicht der unverlierbaren Schraube, welche die vorliegende Erfindung verwirklicht, wobei der Knopf sich in der ausgefahrenen Position befindet.
2 ist eine Querschnittsansicht der unverlierbaren Schraube nach 1 mit einem Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1.
3 ist die Querschnittsansicht der unverlierbaren Schraube nach 2, wobei der Knopf in der herabgedrückten Position ist, während die Schraube sich in einer voll ausgefahrenen Position befindet.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Schraubenteiles, wie es bei der unverlierbaren Schraube nach 1 verwendet wird.
5 ist eine Querschnittsansicht der unverlierbaren Schraube nach 1 entsprechend einem Schnitt entlang der Linie 5-5 in 2.
6a ist eine Draufsicht von oben auf die unverlierbare Schraube nach 1, welche einen Kreuzschlitz vom Phillips-Typ zeigt.
6b ist eine Ansicht von oben auf die unverlierbare Schraube nach 1, welche einen Schraubenzieherschlitz zeigt.
6c ist eine Ansicht von oben auf die unverlierbare Schraube nach 1, welche eine Innensechskant-Aussparung aufweist.
7a ist eine Ansicht von oben auf eine alternative Ausführungsform der unverlierbaren Schraube nach 1, die einen glatten Knopf und eine Aussparung mit Kreuzschlitz vom Phillips-Typ hat.
7b ist eine Ansicht von oben auf eine alternative Ausführungsform der unverlierbaren Schraube nach 1 mit einem glatten Knopf und einer Schlitzaussparung für einen Schraubendreher.
7c ist eine Ansicht von oben auf eine alternative Ausführungsform der unverlierbaren Schraube nach 1 mit einem glatten Knopf und einer Innensechskant-Aussparung.
8 ist eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines Knopfes, wie er an einer unverlierbaren Schraube nach dem Stand der Technik verwendet wird, und zwar vor dem Zusammenbau mit einer Hülse, einer Feder und einem Schraubenteil.
9 ist eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines Knopfes, wie er bei der unverlierbaren Schraube nach 1 verwendet wird, und zwar vor dem Zusammenbau mit der Hülse, der Feder und dem Schraubenabschnitt.
10 ist eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines Knopf-/Schraubenaufbaus, wie er bei der unverlierbaren Schraube nach 1 verwendet wird, mit der optionalen, zusätzlichen Abschrägung der Schraube als eine Knopf-/Schraubhalteeinrichtung, und zwar während des Zusammenbaus des Knopfes und der Schraube.
11 ist eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht des Knopf-/Schraubenaufbaus nach 10 nach Abschluß des Zusammenbaus von Knopf und Schraube.
12 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der unverlierbaren Schraube, welche die vorliegende Erfindung verwirklicht, wobei der Knopf sich in der ausgefahrenen Position befindet.
13 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Schraube, wie sie bei der unverlierbaren Schraube nach 12 verwendet wird.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Es wird nun im einzelnen auf die Figuren Bezug genommen, wobei gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten durchgehend gleiche Elemente kennzeichnen, wobei in den 1, 2 und 3 eine zurückziehbare, unverlierbare Schraube 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt ist. Die zur Veranschaulichung dargestellte Einrichtung ist allgemein mit einer Schraube 20 dargestellt, die einen Gewindeschaft 22 und einen Schraubenkopf 24 hat, mit einem in etwa zylindrischen, dünnwandigen, hohlen Knopf 30, einer Feder oder einer anderen Vorspanneinrichtung 40, einer im wesentlichen zylindrischen, hohlen Hülse 50, mit einer Anbringeinrichtung 52 an einem Strukturelement bzw. einer Platte und einer Schraubenrückhalteeinrichtung 54. Die beispielhafte Einrichtung ist in den 1, 2 und 3 an einer ersten Platte 60 installiert dargestellt. 3 zeigt die unverlierbare Schraube, wie sie an einer ersten Platte 60 installiert und in eine zweite Platte 62 eingeschraubt ist.
Der in etwa zylindrische, teilweise hohle Knopf 30 hat ein hohles, zylindrisches Hauptteil 32, welches vorzugsweise einen Bereich größerer Dicke 33 in der Nähe des oberen Endes des Knopfes und eine obere ringförmige Fläche 31 hat, an welcher der Kopf 24 der Schraube 20 seinen Sitz hat. Wie man in 4 erkennt, hat die Schraube 20 einen ringförmigen Flansch 23 um den unteren Endbereich des Schraubenkopfes 24 herum, sowie eine Mehrzahl von Vorsprüngen 26, die einstückig mit einem Außenumfang 25 des ringförmigen Flansches 23 um den Schraubenkopf 24 herum angeordnet sind. Diese Vorsprünge 26 gewährleisten eine Preßpassung in dem Bereich größerer Dicke 33 an der Innenfläche des Knopfes 30, wodurch Material in dem Knopf 30, der vorzugsweise aus einem im Vergleich zum Schraubenkopf 24 weichen Material, wie z. B. Aluminium, hergestellt ist, durch die Vorsprünge 26 der Schraube 20 verdrängt wird, die aus einem relativ harten Material, wie z. B. rosffreiem Stahl, hergestellt ist. Die Schraube 20 wird dadurch fest und starr mit dem Knopf 30 verbunden.
Es hat sich herausgestellt, daß in etwa vier Vorsprünge 26, die gleichmäßig um den Außenumfang des Schraubenkopfes 24 verteilt sind, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend funktionieren. Zusätzlich hat sich herausgestellt, daß die Vorsprünge 26 im Querschnitt in etwa quadratisch oder rechtwinklig sein können. Eine Vielfalt von Variationen in der Menge und der Querschnittsform der Vorsprünge 26 wird wahrscheinlich ebenfalls zufriedenstellende Ergebnisse liefern, solange der Schraubenkopf 24 starr und fest an dem Knopf 30 angebracht ist, wenn er ordnungsgemäß installiert wird. Das Obige hat sich als die optimale Ausgestaltung herausgestellt.
Zusätzlich können weitere strukturelle Elemente optional vorgesehen sein, um den Knopf 30 noch besser an dem Schraubenkopf 24 zu befestigen, wie man es in den 10 und 11 erkennen kann. An der unteren Fläche des ringförmigen Flansches 23 der Schraube 20 befindet sich eine optionale Abschrägung 29. Eine Abschrägung von etwa 0,025 Zoll (ca. 0,6 mm) unter beispielsweise etwa 15 bis 30° hat sich als für die meisten Schraubengrößen geeignet herausgestellt. 10 zeigt einen Knopf-/Schraubenaufbau während des Einpressens der Schraube vor dem Punkt, an welchem die Schraube vollständig in den Knopf 30 eingepreßt worden ist. Man beachte, daß die Vorsprünge 26, wie sie oben beschrieben sind, in den 10 und 11 nicht dargestellt sind. Die Vorsprünge 26 können verwendet werden oder auch nicht. Wenn der Schraubenkopf 24 in Richtung eines Pfeiles A in den 10 und 11 weiter in die Innenfläche des Knopfes 30 eingepreßt wird, wird Material von dem unteren Ende des Bereiches größerer Dicke 33 des Knopfes 30 derart unter Druck gesetzt, daß das Material in den Bereich der Abschrägung 29 fließt, so daß dieser Materialring 39 den Schraubenkopf 24 an dem Knopf 30 hält. Der Bereich größerer Dicke 33, d.h. des Abstandes zwischen der oberen ringförmigen Fläche 31 oder des Kappenabschnittes des Knopfes 30 und dem unteren Ende des Bereiches vergrößerter Dicke 33 des Knopfes 30 (in 10 der Abstand B) ist etwas länger in seinen axialen Maßen als die Gesamtdicke des ringförmigen Flansches 23 um den Schraubenkopf herum, so daß, während der Schraubenkopf 24 in Richtung A in den Knopf 30 eingepreßt wird, das Material des Knopfes in den Bereich der Abschrägung 29 fließt und dann zwangsweise bzw. kraftschlüssig gestoppt wird.
Frühere unverlierbare Schrauben hatten typischerweise kompliziertere Knopfformen auf der Innenseite des Knopfes. Beispielsweise wurde, wie es in 8 dargestellt ist, die einen Knopf 100 nach dem Stand der Technik vor seinem Zusammenbau während der Herstellung zeigt, eine ringförmige Fläche 102 verwendet, die eine Schraube (nicht dargestellt) an ihrem Platz hielt. Diese Schraube wurde in dem Knopf 100 an ihren Platz gedrückt und durch einen mit Keilen versehenen Abschnitt unterhalb des Schraubenkopfes an ihrem Platz gehalten. Diese Anordnung ist genauer in 1 des US-Patentes Nr. 5,382,124 dargestellt. Diese ringförmige Fläche ist bei der vorliegenden unverlierbaren Schraube nicht erforderlich, da die Schraube 20 am Umfang des ringförmigen Flansches 23 des Schraubenkopfes an ihrem Platz gehalten wird. Wie in 9 dargestellt ist, hat der Knopf 30 der vorliegenden Erfindung eine einfache innere Ausgestaltung. Die ringförmige Fläche 102 des Knopfes 100 nach dem Stand der Technik wird nicht mehr verwendet, da die Schraube 20 der vorliegenden Erfindung durch die Vorsprünge 26 am Außenumfang des Schraubenkopfes 24 oder des Flansches 23 an ihrem Platz gehalten wird, wie man in den 1 bis 5 sehen kann, und/oder durch die Abschrägung 29, wie es oben beschrieben wurde und in den 10 und 11 zu sehen ist, anstatt durch den mit Keilen versehenen bzw. verzahnten Bereich des Schraubenschaftes nach dem Stand der Technik.
Es bestehen beträchtliche strukturelle Vorteile der vorliegenden Schraube gegenüber früheren unverlierbaren Schrauben, die den ringförmigen Flansch innerhalb ihrer Knöpfe hatten. Bei der vorliegenden unverlierbaren Schraube 10 steht die untere ringförmige Fläche der Schraube 20 in direktem Kontakt mit der Hülse, wenn die Schraube sich in der voll ausgefahrenen Position befindet, d. h. wenn die erste Platte 60 auf die zweite Platte 62 fest aufgeschraubt ist, wie es in 3 dargestellt ist. Die Belastung der Schraube 20 verläuft direkt von der Schraube 20 auf die Hülse 50 und die erste Platte 60. Dies beseitigt jegliche Bruchprobleme des Knopfes mit einem ringförmigen Flansch 102 nach dem Stand der Technik sowohl während der Montage der Schraube 20 in den Knopf 30 als auch während der Verwendung der unverlierbaren Schraube 10 gemäß der Erfindung. Zusätzlich stellt der Flansch 23 einen kraftschlüssigen bzw. zwangsläufigen Stopp während der Montage der Schraube 20 in dem Knopf 30 bereit. Dies gewährleistet die Einhaltung extrem enger Toleranzen und eine Zuverlässigkeit – bezüglich der strukturellen Haltbarkeit der unverlierbaren Schraube. Zusätzlich liefert der weitere Flächenbereich, mit welcher der Flansch 23 auf der Hülse 50 aufsitzt, eine erhöhte strukturelle Haltbarkeit, insbesondere während der Installation der unverlierbaren Schraube 10 an einer Platte 60.
Die Schraube 20 hat außerdem einen optionalen Bereich größerer Schaftdicke 21 in dem Bereich des Schraubenschaftes 22 in der Nähe des Schraubenkopfes 24 oder Flansches 23. Dieser Bereich größerer Schaftdicke erfüllt zwei wertvolle Funktionen. Zunächst vereinfacht er die Herstellung der Schraube, da die Zunahme des Durchmessers von dem Schraubenschaft zum äußeren Umfang des Schraubenkopfes 24, insbesondere wenn der Flansch 23 verwendet wird, besonders schwierig herzustellen ist. Zum zweiten bietet er ein größeres Materialvolumen, wenn eine Kreuzschlitzaussparung für einen Schraubendreher vom Phillips-Typ (s. 6a) oder eine Aussparung vom Torx-Typ (nicht dargestellt) verwendet wird.
Die verbleibende Struktur einer typischen, unverlierbaren Schraube der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise die folgende. Mit dem Kopf 24 der Schraube 20 einstückig ist eine Betätigungs- bzw. Antriebsaussparung, beispielsweise ein Schlitz 27 (s. 2–4, 6b und 7b) für die Verwendung mit einem üblichen Schraubendreher, vorgesehen. Wie in den 6a, 6c, 7a und 7c dargestellt ist, können alternative Ausführungsformen eine Kreuzschlitzaussparung 27 für die Verwendung mit einem Kreuzschlitzschraubendreher vom Phillips-Typ aufweisen, oder eine Buchsenaussparung 27'' für die Verwendung mit einem Steckschlüssel, oder irgendeine andere Antriebsaussparung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise eine Torx-Aussparung. Optional sind an der äußeren Umfangsfläche 34 des Knopfes 30 axial eingeprägte Linien 36 vorgesehen, um das Festziehen der zurückziehbaren, unverlierbaren Schraube nur unter Verwendung der Finger ohne Werkzeuge zu ermöglichen, oder um die anfängliche Ausrichtung der Gewindegänge des Schraubgewindeschaftes 22 mit einer Gewindebohrung in einer zweiten Platte 62 zu erleichtern. Alternative Ausführungsformen können ein Riffelungsmuster oder eine andere Reiboberfläche (nicht dargestellt) oder auch einen Knopf 30'' mit glatter Oberfläche umfassen, wie z. B. den in den 7a, 7b und 7c dargestellten.
Wie man in den 2 und 3 erkennen kann, ist der Knopf 30 an der Hülse 50 angebracht, jedoch ist die vollständige Drehbewegung des Knopfes 30 bezüglich der Hülse 50 oder ein begrenzter Betrag an axialer Bewegung des Knopfes 30 bezüglich der Hülse 50, vorzugsweise entsprechend der Länge des Schraubeingriffes, vorgesehen. Die begrenzte axiale Bewegung wird erreicht durch einen ersten ringförmigen Flansch 35 an dem Knopf 30, der sich von der Innenfläche 38 des hohlen Knopfes 30 in Richtung des Gewindeschaftes 22 nach innen erstreckt, in Kombination mit einem zweiten ringförmigen Flansch 56, der ein Teil der Hülse 50 ist, und der sich von dem Hauptteil der Hülse 50 an dem dem Knopf zugewandten Ende oder ersten Ende der Hülse 50 nach außen erstreckt. Die Innenfläche 38 des hohlen Knopfes 30 hat einen größeren Durchmesser als es dem Außendurchmesser des zweiten ringförmigen Flansches 56 der Hülse 50 entspricht, so daß ein Abschnitt der Hülse 50 innerhalb des hohlen zylindrischen Hauptteiles 32 des Knopfes 30 gleiten kann. Wenn die unverlierbare Schraube 10 in Eingriff steht, d. h. wenn die beiden Platten durch die unverlierbare Schraube 10 fest verbunden sind, befindet sich das obere Ende der Hülse 50 in dem hohlen zylindrischen Hauptteil des Knopfes 30. Die ersten und zweiten ringförmigen Flansche 35 und 56 ermöglichen es dem Knopf 30 und der Hülse 50, daß sie eine einzige, nicht auseinandernehmbare Zusammenstel lung bilden, während sei eine radiale und axiale Bewegung des Knopfes 30 bezüglich der Hülse 50 erlauben.
Zwischen dem unteren Ende der Hülse 50 und dem Kopf 24 der Schraube 30 ist eine Feder 40 aufgenommen. Vorzugsweise befindet sich an dem unteren oder zweiten Ende der Hülse 50 neben der Befestigungseinrichtung 52 an der Platte eine ringförmige Fläche 57, die in Richtung des axialen Zentrums der Hülse vorspringt. Diese ringförmige Fläche 57 dient dazu, als Abschluß bzw. Abstützpunkt für ein Ende der Feder 40 zu wirken. Das entgegengesetzte Ende der Feder 40 endet an der Unterseite des Schraubenkopfes 24, wie es in den 2 und 3 dargestellt ist. Wenn die Feder 40 sich in ihrem am meisten zusammengedrückten Zustand befindet, wie es in 3 dargestellt ist, befindet sich der Knopf 30 in seiner niedrigsten Position, d.h. das obere Ende der Hülse 50 steht in Kontakt mit der Unterseite des Schraubenkopfes 24. Hier ist die Schraube 20 bis zum Anschlag bzw. bis zum Maximalbetrag in die untere Platte eingesetzt. Wenn die Feder 40 sich in ihrem am wenigsten zusammengedrückten Zustand befindet wie es in 2 dargestellt ist, befindet sich der Knopf 30 in seiner am meisten herausgezogenen Position, d. h. der erste ringförmige Flansch 35 an dem Knopf 30 und der zweite ringförmige Flansch 56 der Hülse befinden sich in Kontakt miteinander, wie oben beschrieben.
Die Einrichtung 52 zur Befestigung einer Platte kann irgendeine im Stand der Technik bekannte Einrichtung sein, d. h. es kann eine Einpressung sein, wie in den vorliegenden Figuren dargestellt ist, ein Rasteingriff, wie es in dem US-Patent Nr. 5,382,124 dargestellt ist, gesenkartig eingedrückt, geschraubt werden und dergleichen, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
Die Schnittstelle zwischen Knopf und Schraube ermöglicht es, daß die Stahlschraube 20 über einen weiten Bereich hinweg direkt mit der Stahl- oder Aluminiumhülse in Kontakt steht aufgrund der größeren Breite des ringförmigen Flansches 23, und dadurch die Aluminium-/Stahlübergangsfläche von einigen früheren unverlierbaren Schrauben beseitigt. Dieser vergrößerte Flächenbereich bietet eine bessere Struktur für das Eindrücken der unverlierbaren Schraube in eine Platte 60.
Eine alternative Ausführungsform 10' der unverlierbaren Schraube der vorliegenden Erfindung ist in den 12 und 13 dargestellt. Hier gibt es keinen ringförmigen Flansch 23, wie in der ersten Ausführungsform, wie es beispielsweise in den 2 und 4 dargestellt ist. Erneut sind auch hier eine Mehrzahl von Vorsprüngen 26' vorhanden, die in einen Bereich größerer Dicke 33' des Knopfes 30' eingepreßt sind. Die oben beschriebenen Vorteile für die erste Ausführungsform speziell bezüglich des zusätzlichen ringförmigen Flansches 23 sind nur beschränkt vorhanden, jedoch kann diese Ausführungsform aufgrund der verminderten Komplexität preiswerter hergestellt werden. Diese Ausführungsform behält aber die strukturellen Vorteile aufgrund der Tatsache, daß die Schraube 20' durch die Unterseite des Knopfes installiert wird anstatt durch die Oberseite, wie bei Schrauben nach dem Stand der Technik.
Fachleute erkennen, daß an den obigen Ausführungsformen der Erfindung Veränderungen vorgenommen werden können, ohne von den breiten erfinderischen Konzepten derselben abzuweichen. Es versteht sich daher, daß die Erfindung nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern alle Modifikationen abdecken soll, die sich innerhalb des Schutzumfanges der Erfindung befinden, welcher durch die anhängenden Ansprüche definiert wird.

Claims

Unverlierbare Schraube (10), die an einer Platte (60) anbringbar ist, um die Platte an einer Fläche (62) zu befestigen, welche eine Gewindebohrung hat, wobei die unverlierbare Schraube aufweist: a) eine Schraube (20) mit einem Kopfabschnitt (24) und einem Schaft (22), der zumindest einen Gewindeabschnitt hat, wobei der Kopfabschnitt eine Unterseite und einen Außenumfang (25) hat, b) einen Knopf (30), der starr an dem Kopfabschnitt (24) befestigt ist, wobei der Knopf eine Innenfläche hat, und c) eine Hülse (50), die ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, durch welche sich der Schaft erstreckt, wobei die Hülse eine Einrichtung (52) zur Befestigung an der Platte an einem zweiten Ende hat, um die unverlierbare Schraube an der Platte zu sichern, d) wobei der Kopfabschnitt (24) eine Mehrzahl von Vorsprüngen (26) hat, die am Außenumfang des Kopfabschnitts vorgesehen sind, wobei die Mehrzahl von Vorsprüngen (26) mit dem Kopfabschnitt (24) der Schraube einstückig ist, wobei die Vorsprünge (26) den Kopfabschnitt (24) der Schraube an der Innenfläche des Knopfes (30) starr befestigen, um dadurch eine festere Übergangsfläche vom Knopf zur Schraube bereitzustellen, wobei die unverlierbare Schraube dadurch gekennzeichnet ist, daß e) die Unterseite des Kopfabschnittes (24) der Schraube in direktem Kontakt mit dem ersten Ende der Hülse (50) steht, wenn die Schraube (20) sich in einer voll ausgefahrenen Position befindet, wodurch eine auf die Schraube wirkende Last aufgrund des Festziehens der Schraube unmittelbar durch die Hülse (50) aufgenommen wird, um dadurch die Bruchgefahr des Knopfes zu reduzieren.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 1, wobei der Kopfabschnitt (24) der Schraube ein unteres Ende aufweist, und wobei die unverlierbare Schraube weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kopfabschnitt der Schraube einen ringförmigen Flansch (23) um das untere Ende des Kopfabschnitts der Schraube herum aufweist, wobei der ringförmige Flansch (23) einen Außenumfang hat, und wobei die Mehrzahl von Vorsprüngen (26) an dem Außenumfang des ringförmigen Flansches vorgesehen ist.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 1, welche weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schraube (20) während der Montage in den Knopf (30) hineingepreßt wird, und der ringförmige Flansch (23) einen festen Anschlag bereitstellt, wenn die Schraube in den Knopf eingepreßt wird.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Kopfabschnitt (24) der Schraube ein unteres Ende hat, und wobei die unverlierbare Schraube weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kopfabschnitt der Schraube eine ringförmig umlaufende Abschrägung bzw. Fase (29) in der Nähe des unteren Endes des Kopfabschnitts der Schraube hat, und das Material von der Innenfläche des Knopfes (30) diese ringförmige Fase (29) ausfüllt, um den Knopf noch besser an der Schraube zu befestigen.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei der Kopfabschnitt (24) der Schraube ein unteres Ende hat, und wobei die unverlierbare Schraube weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kopfabschnitt der Schraube eine ringförmig umlaufende Abschrägung bzw. Fase (29) in der Nähe des unteren Endes des Kopfabschnitts der Schraube aufweist, welche währen der Einpreßmontage ein Fließen von Material von der Innenfläche des Knopfes (30) in die ringförmige Fase (29) erlaubt, um den Knopf noch besser an der Schraube zu befestigen.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Vorsprüngen (26) eine Preßpassung in der Innenfläche des Knopfes (30) gewährleisten, indem die Mehrzahl von Vorsprüngen Material in dem Knopf verdrängt, um dadurch den Knopf starr an der Schraube zu befestigen.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 6, wobei der Knopf (30) ein oberes Ende und ein unteres Ende hat, wobei die unverlierbare Schraube weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der Knopf einen Bereich größerer Dicke (33) in der Nähe des oberen Endes des Knopfes hat, und die Mehrzahl von Vorsprüngen (26) Material von dem Bereich größerer Dicke (33) verdrängt, um dadurch die Schraube starr an dem Knopf zu befestigen.
Unverlierbare Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Knopf (30) ein oberes Ende und ein unteres Ende hat, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß der Knopf so aufgebaut ist, daß er ein Einsetzen der Schraube (20) in den Knopf durch das untere Ende des Knopfes und nicht durch das obere Ende des Knopfes hindurch erlaubt.
Unverlierbare Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 8, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Vorsprüngen (26) im Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist.
An einer Platte (60) anbringbare, unverlierbare Schraube (10) zum Befestigen der Platte an einer Fläche (62), welche eine Gewindebohrung aufweist, wobei die unverlierbare Schraube aufweist: a) eine Schraube (20) mit einem Kopfabschnitt (24) und einem Schaft (22), der zumindest einen Gewindeabschnitt hat, wobei der Kopfabschnitt eine Unterseite und einen Außenumfang (25) hat, b) einen Knopf (30), der an dem Kopfabschnitt (24) starr befestigt ist, wobei der Knopf (30) eine Innenfläche hat, und c) eine Hülse (50), die zumindest ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, durch welche der Schaft (22) sich erstreckt, wobei die Hülse (50) eine Einrichtung (22) zum Anbringen an der Platte an ihrem zweiten Ende hat, um die unverlierbare Schraube an der Platte zu befestigen, wobei die unverlierbare Schraube dadurch gekennzeichnet ist, daß d) der Kopfabschnitt (24) der Schraube ein unteres Ende hat, der Kopfabschnitt der Schraube eine ringförmige Fase (29) in der Nähe des unteren Endes des Kopfabschnitts (24) der Schraube hat und das Material von der Innenfläche des Knopfes (30) die ringförmige Fase (29) (zumindest teilweise) füllt, um den Knopf an der Schraube zu befestigen.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 10, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Kopfabschnitts (24) der Schraube in direktem Kontakt mit dem ersten Ende der Hülse (50) steht, wenn die Schraube (20) sich in einer vollständig ausgefahrenen Position befindet, wobei eine auf die Schraube wirkende Last aufgrund des Festziehens der Schraube direkt von der Hülse (50) aufgenommen wird, um dadurch die Bruchgefahr für den Knopf zu reduzieren.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Kopfabschnitt (24) der Schraube ein unteres Ende hat, wobei die unverlierbare Schraube weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der Kopfabschnitt der Schraube einen ringförmigen Flansch (23) um das untere Ende des Kopfabschnitts (24) der Schraube herum hat, wobei der ringförmige Flansch (23) eine untere Fläche hat und die ringförmige Abschrägung bzw. Fase (29) an der unteren Fläche des ringförmigen Flanschs (23) vorgesehen ist.
Unverlierbare Schraube nach Anspruch 12, wobei der Knopf (30) ein oberes Ende und ein unteres Ende hat, wobei die unverlierbare Schraube weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß die Schraube (20) während der Montage in den Knopf (30) eingepreßt wird, wobei der Knopf (30) so aufgebaut ist, daß er ein Einsetzen der Schraube (20) in den Knopf durch die Unterseite des Knopfes hindurch erlaubt anstatt durch das obere Ende des Knopfes, und wobei der Flansch (23) einen festen Anschlag bildet, wenn die Schraube (20) durch die Unterseite des Knopfes (30) in den Knopf eingepreßt wird.
Verfahren zum Herstellen einer unverlierbaren Schraube nach den Ansprüchen 1 bis 9, mit den folgenden Schritten: Bereitstellen einer Schraube (20), die einen Kopf (24) mit einem Außenumfang (25) hat, welcher einen Kopfdurchmesser definiert, Bereitstellen eines Knopfes (20), der eine Innenfläche mit einem Innendurchmesser hat, wobei der Knopf ebenfalls ein oberes Ende und eine Unterseite hat, starres Befestigen der Schraube (20) an dem Knopf (30), Bereitstellen einer Hülse (50), und Unverlierbarmachen der Schraube (20) an der Hülse (50), so daß der Knopf (30) mit einer vollen Drehbewegungsfreiheit und einem begrenzten Betrag an axialer Bewegung bezüglich der Hülse bereitgestellt wird, wobei das Verfahren zum Herstellen einer unverlierbaren Schraube weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der Innendurchmesser in etwa gleich oder kleiner ist als der Durchmesser des Kopfes (24) der Schraube, der Schraubenkopf (24) mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen (26) versehen ist, die vom Außenumfang des Kopfes der Schraube hervorstehen, wobei die Mehrzahl von Vorsprüngen mit dem Kopf der Schraube einstückig ist, und der Schritt des starren Befestigens der Schraube an dem Knopf den Schritt aufweist, daß der Schraubenkopf (24) durch die Unterseite des Knopfes in den Knopf (30) eingepreßt wird, so daß die Mehrzahl von Vorsprüngen (26) Material in dem Knopf verschiebt bzw. wegdrückt, um dadurch eine Preßpassung mit der Innenfläche des Knopfes (30) durch die Mehrzahl von Vorsprüngen bereitzustellen, und damit den Knopf (30) starr an der Schraube (20) zu befestigen.
Verfahren zum Herstellen einer unverlierbaren Schraube nach Anspruch 14, wobei der Kopfabschnitt (24) der Schraube ein unteres Ende hat, und wobei das Verfahren weiterhin gekennzeichnet ist durch Bereitstellen eines ringförmigen Flansches (23) um das untere Ende des Kopfabschnitts der Schraube herum, wobei der ringförmige Flansch (23) mit dem Kopfabschnitt der Schraube einstückig ausgebildet ist und einen Außenumfang hat, und wobei die Mehrzahl von Vorsprüngen (26) an dem Außenumfang des ringförmigen Flansches vorgesehen sind.
Verfahren zum Herstellen einer unverlierbaren Schraube nach Anspruch 15, welches weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der ringförmige Flansch (23) einen positiven Anschlag bietet, wenn die Schraube (20) in den Knopf (30) eingepreßt wird.
Verfahren zum Herstellen einer unverlierbaren Schraube nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei der Kopfabschnitt (24) der Schraube ein unteres Ende hat, wobei das Verfahren weiterhin gekennzeichnet ist durch Bereitstellen einer ringförmigen Abschrägung (29) in der Nähe des unteren Endes des Kopfabschnitts der Schraube, um während der Einpreßmontage ein Fließen von Material von der Innenfläche des Knopfs (30) in die ringförmige Abschrägung (29) zu erlauben, um den Knopf (30) noch weiter an der Schraube (20) zu befestigen.
Verfahren zum Herstellen einer unverlierbaren Schraube nach einem der Ansprüche 10 bis 13, welches die Schritte aufweist: Bereitstellen einer Schraube (20) mit einem Kopf (24), der ein unteres Ende und einen Außenumfang (25) hat, welcher einen Kopfdurchmesser definiert, Bereitstellen eines Knopfes (30), der eine Innenfäche mit einem Innendurchmesser hat, starres Befestigen der Schraube (20) an dem Knopf (30), Bereitstellen einer Hülse (20) und Unverlierbarmachen der Schraube (20) an der Hülse, so daß der Knopf (30) mit einer vollen Drehbewegungsfreiheit und einem begrenzten Betrag axialer Bewegung bezüglich der Hülse (5) versehen ist, wobei das Verfahren zum Herstellen einer unverlierbaren Schraube weiterhin dadurch gekennzeichnet ist, daß der Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Kopfes (24) der Schraube oder kleiner ist, eine ringförmige Abschrägung (29) in der Nähe des unteren Endes des Kopfabschnitts (24) der Schraube bereitgestellt wird, und der Schritt des starren Befestigens der Schraube (20) an dem Knopf (30) den Schritt umfaßt, daß der Schraubenkopf (24) in den Knopf (30) eingepreßt wird und bewirkt wird, daß Material von der Innenfläche des Knopfes (30) in die ringförmige Abschrägung (29) fließt, um dadurch den Knopf (30) sicher an der Schraube (20) zu befestigen.
Verfahren zum Herstellen einer unverlierbaren Schraube nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Flansch (23) um das untere Ende des Kopfabschnitts (24) der Schraube bereitgestellt wird, wobei der ringförmige Flansch (23) einstückig mit dem Kopfabschnitt (24) der Schraube ist, und wobei der ringförmige Flansch (23) einen wohldefinierten Anschlag bereitstellt, wenn die Schraube (20) in den Knopf (30) eingepreßt wird.