DE7123531U - Schraubelement - Google Patents

Description

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'Sicherung und Dichtung fur ein och-raubelemen:

Die Neuerung bezieht sich auf eine Sicherung und Dichtung für ein Schraubelement, insbesondere eine Schraubenmutter, in ForiTi eines mit einem kegelsturnpfringförmigen Teil über die Auflagefläche aus einer konzentrischen Ausnehmung
herausragenden, gesondert in seiner endgültigen Form aus elastischem Kunststoff gefertigten und mit dem Schraubelement fest verbundenen, im Falle einer Mutter ein das Muttergewinde fortsetzendes Innengewinde aufv/eisenden Ringes, wobei zur Aufnahme des beim Anzieaen des Schraubelementes in den
Dereich der Auflagefläche au3v:eichenden Kunststoffes ein Raum vorgesehen ist, wobei der Raum zur Aufnahme des ausweichenden Kunststoffs in Form von mehreren flachen mit ά£\' konzentrischen Ausnehmung in Verbindung stehenden Radialnuten ausgebildet ist und der Sicherungs- und Dichtring
in bekannter V.'eise aus thermoplastischer!! Kunststoff bestehtr

Bei einer bekannten Mutter ist ein derartiger Sicherungsund Dichtring aus einem elastomeren Kunststoff gefertigt und in eine Ausnehmung eingebracht, die einen ringförmigen Ausweichraum fur den ausweichenden Kunststoff aufweist. Da der Sicherungsring beim Anziehen des Schraubelementes elastisch verformt wird, müssen alle Materialbereiche längs des Außenumfanges des Ringes in gleichem Maße ausweichen können und muß mithin der Ausweichraum ringförmig gestaltet sein. Y/ürde man einen solchen Raum nicht vorsehen, so würde der Sicherungs- und Dichtungsring beim Anziehen in der Ausnehmung eingespannt und dabei völlig steif werden oder aus der Einsenkung in der Mutter auf die Auflagefläche austreten und dadurch zerstört werden= Gleichzeitig würde der Reibungskoeffizient zwischen den beiden Auflageflächen im Vergleich zu dem Reibungskoeffizienten im Falle metallischer Berührung wesentlich erniedrigt. Verminderung der Reibung zwischen den Auflageflächen führt bei gleichem Anzugsmoment der Schraubenmutter zu einer erheblichen Erhöhung der . Vorspannung, häufig sogar zum Abreißen der Schraube. Diese Gefahr besteht auch in besonders hohem Maße bei Schrauben, bei denen der Sicherungs- und Dichtring aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht und die konzentrische Ausnehmung nicht mit einem Ausweichraum versehen ist oder mit einem solchen in Verbindung steht. Die Gefahr ist hierbei besonders groß, weil der thermoplastische Kunststoff wegen des beim Anziehen der Schraubenmutter auftretenden hohen Druckes im Kaltfluß zwischen die Auflageflächen treten kann.

Es ist aus der DT-PS 1 813 5^5 bekannt, zum Verhindern :or Schraii.benvnrsDannung und des Reibschlusses durch vorstehen.:en Kunststoff den Raum zur Aufnahme des ausweichenden Kunststoffes in Form von mehreren flachen, mit der konzentrischen Ausnehmung in Verbindung stehenden Radialnuten auszubilden.

Bei einer derartigen Sicherung und Dichtung tritt der überschüssige, im Kaltfließzustand befindliche und nach außen

' verdrängte Kunststoff in die Radialnuten ein. Das Volumen der Redialnuten ist so bemessen, daß es zur Aufnahme des nach außen abfließenden Kunststoffes mit Sicherheit ausreicht. Sollte während des Abziehens doch Kunststoff zwischen die Auflageflächen gelangen, so wird dieser durch die Nutenkanten aufgerissen, abgeschert und von den Auflageflächen in die Nuten verdrängt. Auf diese V/eise wird mit Sicher-

j heit vermieden, daß die Reibung zwischen dem Schraubelement

's und dem Werkstück vermindert wird.

Bei der bekannten Konstruktion sind wenige Radialnuten über den Rand der konzentrischen Ausnehmung hinweg verteilt. Die verbleibenden ausgedehnten Stege zwischen den Ftadialnuten stellen dabei eine Verdrehsicherung zwischen dem Kunststoffring und dem Schraubeleraent her. Steht Kunststoff auch nach dem Zusammenpressen des Ringes noch ein wenig über das Schraubelement vor, dann wird dieser abgeschert und beim Drehen des Schraubelementes in die nächste Radialnut eingedrückt.

Es hat sich nun gezeigt, daß nicht alle abgescherten überstehenden Kunststoffteile wieder in Radialnuten hinein gelangen. Außerdem können sich Stauungen ergeben, wenn der Kaltfluß nicht ausreicht- um den Kunststoff aus dem i-aüialnutfreien Bereich bis zu den Radialnuten zu drücken.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Sicherungs- und Dichtring für ein Schraubelement zu schaffen, bei dem der Kunststoff ohne Schwierigkeiten und beispielsweise auch ohne Stauungsoder Rückstandseffekte in die Radialnuten eindringen kann.

Die gestellte Aufgabe ist bei einem Sicherungs- und Dichtring für ein Schraubelement nach der Erfindung dadurch gelöst,

_vin größerer Anzahl/ '
daß die Radiäliiuten/dicht nebeneinander längs des ganzen Randes der konzentrischen Ausnehmung verteilt sind.

Bei einer derartigen Anordnung ier Radialnuten können sich Stauungen nicht ergeben und kann der kaltfließende oder, abgescherte Kunststoff wenigstens in unmittelbarer Nähe einer evtl. Stauungsstelle oder in der Nähe einer Abscherstelle in eine Radialnut eindringen. Eine optimale Verspannung zwischen Schraubelement und Werkstück ist damit stets sichergestellt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung öffnen sich die Radialnuten zur konzentrischen Ausnehmung hin keilförmig und treffen die Nutwände benachbarter Nuten an oder nahe der

konzentrischen Ausnehmung zusammen. Infolge dieser Nutverteilung und Ausbildung können Staustellen überhaupt gar nicht erst entstehen. Das kaltfließende Kunststoffmaterial wird stets unmittelbar in die Nuten eindringen können oder aber längs der Nutwände in sie eingedrückt werden. Wegen der vollständigen Vermeidung von Staustellen werden auch kaum Kunststoffanteile oberhalb der Nut verbleiben. Sollten diese Pestbestände jedoch oberhalb der Nut stehenbleiben und beim Aufschrauben der Mutter auf das Werkstück abgeschert v/erden _f dann gelangen diese abgescherten Teile immer nach einer kurzen Wegstrecke in die nächste Radialnut. Die Wegstrecken sind umso kürzer, je dichter die Abscherstelle an dec konzentrischen Ausnehmung ist. Da das Kunststoffmaterial aber aus dem Bereich der konzentrischen Ausnehmung nach außen gedrückt wird» werden Alhscherungen im wesentlichen im Bereich der in der Nähe der konzentrischen Ausnehmung dicht beieinanderliegenden Nutwände vorkommen, wo die Transportwege bis zur nächsten Radialnut äußerst kurz sind.

Die thermoplastischen Ringe werden gesondert in ihrer endgültigen Form aus einem geeigneten Material gefertigt, i:i die Ausnehmung eingebracht und dort durch eine Verzahnung, die möglicherweise hinterschnitten ist, gesichert.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine mit einer Sicherung und Dichtung versehene Mutter nach der Erfindung teilweise in schaubildlicher Darstellung und teilweise im Schnitt,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Mutter nach Fig. 1, und zwar die rechte Hälfte in Ansicht und die linke Hälfte im Schnitt,

Fig. 3 den nach dem Aufschrauben des Schraubelementes auf das Werkstück zusammengepreßten und in die Radialnuten ausgewichenen Dichtring.

Der Körper 1 einer Sechskantmutter ist an seiner Auflageseite mit einem Bund 3 versehen, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Grundkörpers. Von der Auflagefläche 2 der Mutter im Bereich des Bundes 3 zieht sich in den Grundkörper 1 eine zur Mutterbohrung 4 konzentrische Ausnehmung hinein, die zur Aufnahme eines aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Dicht- und Sicherungsringes dient. Die konzentrische zylinderische Ausnehmung 5 erstreckt sich rings um den Rand der Mutterbohrung 4, ihre radial außen gelegene Wand kann entweder zylinderfönnig oder gezahnt sein. Ebenso kann die Wand 7 aber auch hinterschnitten sein/ und zwar mit oder ohne Zahnung. In den Figuren ist eine hinterschnittene und gezahnte Ausnehmung 5 dargestellt. Auf diese V/eise entstehen die schräg zur Achse gelegenen Flächenteile thinterschnittene Teile) und die achsparallel dargestellten Wandteile, die jeweils den Grund der Zahnung bilden. Die

Zahnung unterteilt auf jeden Fall die Fläche 7 in mehrere Einzelflächen. Der Grund der zylinderförmigen Ausnehmung wird von einer Radialfläche 8 gebildet.

Der Ring 6 besteht aus einem kreisringförmigen Teil 9 und einem kegelstumpfförmigen Teil 10 (gestrichelte Trennlinie), so daß der Querschnitt des Kunststoffringes aus einem Trapez und einem Rechteck zusammengesetzt gedacht sein kann. Der Ringteil 9 paßt mit etwas Spiel in dr'.e Ausnehmung 5 hinein, kann aber auch klemmend in ihr festsitzen. Der kegelstumpfförmige Teil 10 ragt über die Auflagefläche 2 hinaus.

Zum Verbinden von Ring und Mutter werden Grundkörper 1 und Ring 6 zunächst miteinander zentriert. Danach wird die Mutter 1 induktiv erwärmt, so daß insbesondere die Flächen 7 und auf die Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffes, insbesondere des Polyamids, erhitzt werden. Be^ der Erwärmung wird auf den Ring 6 in Richtung des Pfeiles 12 ein.

leichter Druck aisgeübt. Der Kunststoff tritt dann in Richtung

O/i el en kleönen_/ eines Pfeiles 13 aus und wird in/Nuten 14 aufgefangen. Die flüssige Kunststoffmasse gleicht die Toleranzen zwischen Ausnehmungs- und Dichtringdurchmesser aus, fließt um eine Aufrauhung 8a der Bodenfläche 8 und zeigt der Bedienungsperson optisch an, daß sich der Kunststoff genügend verflüssigt hat, der ausgeübte Druck hoch genug war und der in der Masse kalt gebliebene Kunststoffring einwandfrei und sicher mit der Metallmutter verbunden ist. Die Bohrung

ist mit einem Gewinde 15 versehen.

Die Nuten 14 befinden sich an der Auflagefläche 2 der Mutter bzw. des Grundkörpers; sie erstrecken sich von dem süßeren Rand der ringförmigen Ausnehmung 5 radial weiter nach außen. Die Nuten sind äußerst flach jnd keilförmig gestaltet. Die Nut bzw. Keilspitzen liegen dabei radial weit außen, so daß sich die Nuten zur kreisförmigen Ausnehmung 5 hin öffnen. Die Anordnung der Nuten ist dabei so getroffen, daß sich Nut 14 neben Nut 14 legt. Die Nutwände 17 legen sich dabei am Rande der kreisförmigen Ausnehmung 5 aneinander. Im Endergebnis ergibt sich damit rings um die kreisförmige Ausnehmung herum eine zahnförmige Nutverteilung. Die Tiefe der Nuten sowohl in radialer als auch in axialer Richtung ist so bemessen, daß das Volumen 16 der Nuten 14 ausreicht, um allen oberhalb der Fläche 2 überstehenden und weggedrückten Kunststoff aufnehmen zu können.

Beim Aufschrauben der Mutter 1 auf ein Werkstück, welches in Fig. 3 dargestellt ist, drückt das Werkstück den Kunststoffring 6 zusammen. Ein Schraubbolzen 18 dringt dabei beispielsweise durch eine Bohrung des Werkstückes 20 hindurch. Durch das Aufschrauben der Mutter 1 auf den Bolzen 18 wird der Kunststoff des Ringes 6 so unter Druck gesetzt,, daß ein Kaltfließprozeß beginnen kann. Sobald der Kaltfließprozeß infolge steigenden Druckes beginnt, fließt der Kunststoff

in die Nuten 14 ein, die dabei so weit ausgefüllt werden, wie die Kunststoffmasse ausreicht. Der Kunststoff fließt ohne Stauungen in die Nuten 14 ein und etwa oberhalb der Fläche 2 abgescherte Kunststoffteile werden gleich wieder in benachbarte Nuten eingedrückt.

Patentansprüche:

- 10 -

Claims (2)

S c hu χ. ζ ans prü c he

1. Sicher;;.";· und Dichtung für ein Schraubelement, inshesaridere eine Schraubenmutter, in Form eines mit einem i:erei-StL¹TiO!"ringförmigen Teil über die Aufla.geflache aus einer konzentrischen Ausnehmung herausragenden, gesondert in seiner endgültigen Form aus elastischem Kunststoff gefertigten und mit dem Schraubelement fest verbundenen, im Falle einer Mutter ein das Muttergewinde fortsetzendes Innengewinde aufweisenden Ringes, wobei zur Aufnahme des beim Anziehen des Schraubelementes in den Bereich der Auflagefläche ausweichenden Kunststoffes ein Raum vorgesehen ist, wobei der Raum zur Aufnahme des ausweichenden Kunststoffes in Form von mehreren flachen mit der konzentrischen Ausnehmung in Verbindung stehenden Radialnuten ausgebildet ist und der Sicherungs- und Dichtring in bekannter Weise aus thermoplastischem Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Radialnuten (14) in größerer Anzahl dicht nebeneinander längs des ganzen Randes der konzentrischen Ausnehmung (5) verteilt sind.

2. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Radialnuten (14) zur konzentrischen Ausnehmung (7) :"iin keilförmig öffnen und die Nutwände (1V) benachbarter liuten (l4) an oder nahe der konzentrischen Ausnehmung (3) zusammentre f fen.