DE7210084U

DE7210084U - Gewindestab aus Schichtpressstoff

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Publication number: DE7210084U
Application number: DE7210084U
Authority: DE
Original assignee: Micafil AG
Current assignee: Micafil AG
Priority date: 1972-02-29
Filing date: 1972-03-16
Publication date: 1975-01-30
Also published as: FR2174582A5; CH543363A; GB1368934A; IT979402B; DE2212762A1

Description

9.8.1974 P/SL

Micafil AG Zürich (Schweiz)

Gewindestab aus Schichtpressstoff

Die Neuerung betrifft einen Gewindestab aus Schichtpressstoff zum Verbinden mit einem Gegenstück, z.B. einer Mutter.

Der Zweck der Neuerung liegt in der Schaffung eines material- und kostensparend aus Schichtpressstoff herstellbaren, zerstörungsfrei austauschbaren, betriebssicheren Befestigungsbzw. Verbindungsmittels hoher Güte,

w Aus der DT-PS 812 487 ist es bekannt, Schrauben und

^s'" Muttern aus Pressstoff herzustellen, wobei auch

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das Gewinde entweder an- oder- eingepresst wird. Bei solchen Befestigungs- bzw. Verbindungsmitteln zeigte sich jedoch, dass das Gewinde leicht abbricht. Ausserdem erfordert die Herstellung solcher Mittel einen sehr präzisen Pressvorgang, um insbesondere bei Schrauben und Muttern eine saubere Führung der Gewindegänge zu erzielen, was eine wesentliche Verteuerung der Produktion solcher Mittel ergibt. Zur Behebung dieser Nachteile wurde daher schon vorgeschlagen, die Gewindegänge aus einem Metalldraht herzustellen, der in einem einzigen Pressvorgang bei der Fertigung der Schraube bzw. Mutter miteingepresst wird. Es erwies sich jedoch die Verwendung eines weiteren Werkstoffes, wenn man vorn fertigungstechnischen Mehraufwand absieht, insbesondere aus Gründen der Anwendung als nichtbefriedigend .

Bekanntlich ging man daher dazu über, Gewindestangen oder -stäbe aus Schichtpressstoffen zu erzeugen, wobei solche Schichtpressstoffe aus aufeinandergeschichteten Trägermateriälien wie Papier, Gewebebahnen, Glasmatten oder Holzfurnieren mit Kunstharz als Bindemittel bestehen, und durch Anwendung von hohem Druck und Hitze zu einem einheitlichen, mechanisch festen Material verbunden sind. Solche Schichtpressstoffe bestehen demnach aus Schichten von flächenförmigen Trägern aus

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Faserstoffen, die mittels härtbaren Harzen als Bindemittel gebunden sind. Hierbei ist die Struktur des Trägers und die Orientierung der Pasern für die technologische Beanspruchbar-keit solcher Werkstoffe wesentlich ausschlaggeben.

Aus der DT-AS 1 296 360 ist auch bekannt, glasfaserverstärkte Gewindestäbe mit im Schaft achsparallel und im Gewinde- und Kopfteil quer zur Belastungsrichtung verlaufenden Fasern eines Schichtpressstoffes nerzusteilen.

Neue und neueste Untersuchungen haben gezeigt, dass im Verbünde die Bindung zwischen dem Harz und den Fasern von ausschlaggebender Bedeutung für die Nutzung der Fasereigenschaften ist, da über Schubspannungen in der Grenzfläche Faser/Harz ein Kräfteausgleich von gebrochenen Einzelfasern sowie ein Schubmechanismus bei Biegebeanspruchung eintritt. Bei einem Gewindebolzen gebräuchlicher Ausführung aus Schichtpressstoff wird das Trägermaterial im Bereich der Schichtbreitseiten durch das eingeschnittene Gewinde unterbrochen, so dass an diesen Stellen nur das schwächere Harz die mechanische Beanspruchung übernehmen muss.

Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, für Gewindestäbe aus Schichtpressstoffen in Anbetracht der möglichen Harzbruchflächen eine optimale Lösung zu finden, die sich von dem bisher Bekannten ·. durch erhöhte Sicherheit bei ihrer Anwendung

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infolge besserer Ausnutzung der richtungsabhängigen Eigenschaften der Schichtpressstoffe auszeichnet. .

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäss dadurch gelöst, dass der Gewindestab zwei einander gegenüberliegende, zu den Schichtpressstoff-Lagen parallele Flächen aufweist. ■

Bei der Herstellung der Neuerung geht man von einer Schichtpressstoff-Platte aus, die insbesondere nach dem Vorimprägnier-Verfahren durch das Verpressen von zugeschnittenen und aufeinandergeschichteten Vorimprägnaten bei Temperaturen von IQQ⁰ bis 2DO⁰O und Drücken von 10 bis 120 Kg/cm in Etagenpressen zwischen Metallplatten herge.;teilt wird, wobei der anzu-. wendende Druck von der Harzart, dem Harzgehalt und der Vorhärtung des Harzes abhängig ist. Selbstverständlich kann die als Ausgangsmaterial zur Verwendung gelangende Schichtpressstoffplatte auch nach einem anderen Verfahren, wie z.B. den Nass-Auflege- oder Niederdruck-Verfahren^ hergestellt sein, bei dem die Platte durch Pressen des imprägnierten Trägers in Etagenpressen bei Raumtemperatur bis zu einer Temperatur von 150 C

und einem Druck von 1 bis 30 kg/cm erzeugt wird.»

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Aus solchen Schichtpressstoffplatten werden nun in erfindungsgemässer Weise vorzugsweise durch Schneiden gewindestablange Abschnitte hergestellt, wobei die unter einem rechten Winkel zu den parallel orientierten Schichtebenen gemessene Dicke höchstens.so gross wie der Stabkerndurchmesser des Gewindestabes ist. Selbstverständlich kann die Dicke der verwendeten Schichtpressstoffplatten auch kleiner als der Xerndurchmesser gewählt werden, wenn hierbei die benötigte Festigkeit des Gewindestabes gewährleistet ist. Sollte die genormte Schichtpressstoffpiattenstarke die Grosse des Kcrndui'chm.essers überschreiten, so kann die gev.'ünschte Dicke der Plärren beispielsweise durch nachträgliche Bearbeitung erzeugt werden, nötigenfalls können auch Gewindestäbe mit vollem bzw. rundem Profilquerschnitt durch Bearbeitung auf das erfindungsgeirässe Profil bzw. die vorteilhafte Profilanordnung in bezug auf die Schichtung des Schichtpressstoffes gebracht werden,

Für die Breite des Abschnittes der Schichtpressstoffplatte gilt die Forderung, dass zumindest die mittleren Schichten des Abschnittes dem Stabgewindedurchmesser entsprechen, so dass der mit einem Gewinde versehene Abschnitt nur in der Ranczone der stablangen Schmalseiten der Schichten ein durchgehendes Gewinde aufweisen kann. Selbstverständlich ist hierbei die

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Gewindeart beliebig. Auch hinsichtlich des Werkstoffes bzw. Schichtpressstoffes wird keine einschränkende Vorschrift gemacht. So kann der auf Gewindestäbe zu verarbeitende Werkstoff beispielsweise aus Glasmatte, Glasgewebe, Hartpapier, geschichtetes Holz oder aus einer Kombination der vorgenannten Stoffe oder auch aus anderen Stoffen in Verbindung mit entsprechenden Bindemitteln hergestellt sein.

Der erfindungsgemässe Gewindestab ist nun überall dort mit besonderem Vorteil anwendbar, wo Teile elektrisch iscliert oder elektrisch voneinander getrennt anzuordnen sind, wobei auf eine besonders einwandfreie, d.h. vor allem auf eine bruchfrei lösbare Verbindung bevorzugter Wert gelegt wird. So kann der' Erfindungsgegenstand besonders vorteilhaft im Elektromaschinenbau beispielsweise als Befestigungs- bzw. Verbindungsmittel bei der Herstellung von Wicklungsköpfen von rotierenden elektrischen Maschinen Verwendung finden. Auch im Gestellbau bei Stromschienenverzweiger zum Distanzieren bzw. Verbinden der einzelnen Stromschienen oder Schienenelemente des Schienengerüstes kann der Erfindungsgegenstand in vorteilhafter Weise eingesetzt werden, wobei solche mit dem Erfindungsgegenstand hergestellte Verbindungen wegen der Rangierbarkeit und Revision der vorgenannten Erzeugnisse unbedingt zerstörungsfrei lösbar

sein müssen. Weitere Anwendungen der Neuerung sind beim Bau von Transformatoren, Drosseln, Schaltern, Gleichrichtern und anderen Apparaten in vorteilhafter Weise geboten.

Zur Sicherung der Verbindung des Gewindestabes mit dem jeweiligen Gegenstück bzw. Mutter erweist es sich als zweckmässig, im freibleibenden Spalt zwischen Stab und Gewinde bzw. Mutter einen Stift zur Fixierung des Stabes anzuordnen.

Im Gegensatz zu dieser vorteilhaften Ausführung der Neuerung zur Sicherung der Verbindung des Gewindestabes mit dem jeweiligen Gegenstück, wird in der CH-PS Nr. 373 925 ein selbsthemmendes, schraubbares Befestigungsglied beschrieben, bei dem es erforderlich ist, in das Gewinde selbst eine La'ngsnut einzubringen, da die dort verwendeten Schrauben nicht abgeflacht sind.

In vorteilhafter Weise kann der vorgenannte Stift aus Kunststoff bestehen.

In vielen Fällen ist günstig, im freibleibenden Spalt zwischen Stab und Gegengewinde eine plastische oder härtbare Masse, wie Kitt, Kunstharz, Silikonkautschuk und dgl. zur Fixierung des Stabes vorzusehen.

Ein mit der Neuerung erreichbarer Vorteil besteht u.a. darin, dass durch die Verwendung von den jeweiligen Stabgewindedurchmesser in seiner GrÖsse unterschreitenden Schichtpressstoffplatten bzw. Plattenabschnitten oder Abschnitten für die Herstellung der erfindungsgemässen Gewindestäbe ca. 20Jt weniger Werkstoffdicke erforderlich ist, wobei solche neuerungsgemäse

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hergestellte Gewindestäbe praktisch die gleiche mechanische Beanspruchbarkeit auszeichnet wie entsprechende Stäbe mit vollem Querschnittsprofil aufweisen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in ihrer sicheren Montier- bzw= Demontierbarkeit. weil durch den Fortfall der bei der Montage oder Demontage sehr leicht ausbrechbaren Gewindeteile eine gegenseitige Blockierung von Gewindestab und Mutter oder Muttergewinde z.B. in einem Maschinenteil unmöglieh gemacht wird.

Durch die Anwendung des erfindungsgemässen Gewindestabes ergibt sich als weiterer Vorteil eine erhöhte Betriebssicherheit mit Hilfe des Erfindungsgegenstandes hergestellter Erzeugnisse, weil von aussen kaum sichtbare Teilbrüche im Gewinde mit Sicherheit vermieden werden können.

Als weiterer Vorteil ist auf die einfache, gegebenenfalls provisorische, lösbare Fixierbarkeit solcher mit dem trfindungsgemässen Gewindestab hergestellten Verbindungen hinzuweisen, indem beispielsweise ein Keil zwischen Gewindestab und Mutter bzw. Gegengewinde in den freibleibenden Raum zwischen Stab und Mutter angeordnet wird. Die Fixierung der vorgenannten Teile

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ist auch mittels härtbaren Massen wie Kunzharz, Kitt, Silikonkautschuk und entsprechenden Materialien möglich, die in den freibleibenden Raum eingebracht werden.

Endlich ist als weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes die relativ einfache, nicht zerstörungsfreie Demontage der erfindungsgemässen Gewindestäbe zu nennen, falls einmal in Folge Ueberbeanspruchung eines Stabes oder aus sonstigen Gründen ein in der Mutter bzw. dem Gegengewinde blockierter Stab unbedingt entfernt werden muss, ohne hierbei das Muttergewinde zerstören zu müssen.

Der Vorgang ist hierbei wie nachsteht, dass durch vorsichtiges Ausbohren des Gewindestabkernes die nunmehr verbleibenden Gewindeteile in den dadurch entstehenden freien Innenraum zur Stabachse hin verschoben und anschliessend aus dem unverletzten Gewinde herausgezogen werden könr_;-?n; um einige dem erfindungsgemässen Fortschritt begründende Vorteile vorstehend darzulegen.

Vor allem zeichnet sich der Erfindungsgegenstand durch die Eleganz der Lösung infolge besonderer Einfachheit aus, wobei es besonderer Erfahrung sowie eines offenen Blickes für die

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Mängel und Vorteile des Bekannten bedurfte und wobei auch auf den relativ grossen Zeitraum zwischen dem mit Mängel behafteten Bekannten und der Erfindung hinzuweisen ist.

Der Erfindungsgegenstand ist nunmehr anhand der Zeichnung in Gegenüberstellung mit dem Bekannten im Detail dargestellt und im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Gewebe;

Fig. 2 eine Kombination von Gewebe und Matte;

Fig. 3 einen Abschnitt einer Schichtpressstoffplatte für die Herstellung des erfindungsgemässen Gewindestabes;

Fig. H einen Gewindestab der bisher gebräuchlichen Ausführung mit Mutter,

Fig. 5 die an einem Gewindestab gemäss Fig. 4 auftretenden Schäden;

Fig. b einen erfindungsgemässen Gewindestab in Schrägansicht und die

Fig. 6 a in Gegenüberstellung zur

Fig. 6 b die Gewindestabquerschnittsverhältnisse zwischen einem gebräuchlichen und dem erfindungsgemässen Gewindestab;

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Fig. 7 die Seitenansicht eines erfindungsgemässen Gewindestabes mit Mutter;

Fig. 7 a den Querschnitt eines Abschnittes einer Schichtpressstoffplatte und

Fig. 7 b den Querschnitt des daraus hergestellten Gewindestabes und

Fig. 8 die Stirnansicht eines Gewindestabes samt Mutter mit Sicherungskeil und Sicherungsstift.

In Fig. I und Flg. ζ sind die Srundstrukturen von Gewebe- und Matten-Schichten eines Schichtpressstoffes dargestellt, die mittels Epoxydharz zur Erzeugung von Schichtpressstoffplatten für die Herstellung von Gewindestäben gebräuchlich sind. Die in Stablängsrichtung verlaufenden Kettfäden des Gewebes sind in Fig. 1 mit 1 , die quer hierzu verlaufenden Schussfäden mit 2 bezeichnet. Aus Fig. 2 ist der Aufbau einer Glasmatte ersichtlich, wie solche zusammen mit entsprechend Fig. 1 als Unterlage verwendeten Geweben für die Herstellung von Schichtpressstoff platten Verwendung finden können, wobei es insbesondere üblich ist, 4 Lagen Matte und eine Lage Gewebe alternierend aufeinanderfolgend zu einer Schichtpressstoffplatte zusammenzusetzen. Charakteristisch ist hiebei für selche Matten,

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ebene beliebige Richtungen einnehmen.

Aus Fig. 3 ist nun ein Abschnitt einer solchen Schichtpressstoffplatte ersichtlich, wie dieser für die Herstellung eines erfindungsgemässen Gewindestabes Verwendung findet. Die Länge dieses Abschnittes entspricht der Gewindestablänge ohne Berücksichtigung des Bearbeitungszuschlages . Die Abschnittsbreite D ist zumindest im mittleren Plattenteil mindestens so gross wie der Stabgewindedurchmesser d und die Plattendicke D ist gleich oder kleiner als der Gewindestabkerndurchmesser d_n .

In Fig. H ist ein bisher gebräuchlicher Gewindestab M-, der aus einem Schichtpressstoffteil 5 mit quadratischem Querschnitt hergestellt worden ist, in Schrägansicht im Parallelriss dargestellt. Die Seitenlänge a des letztgenannten Querschnittes ist bei diesem Beispiel sogar grosser als der Gewindedurchmesser d des Stabes, wobei das volle Gewinde 4' am Stabende angedeutet ist. Die auf diesem Stab 4 aufgebrachte ebenfalls quadratischen Querschnitt aufweisende Mutter ist mit 6 bezeichnet.

Fig. 5 zeigt nun die auftretenden Schäden 7 und 7' an einem aus einem solchen Schichtpreisstoffteil bzw. Streifen 5 mit

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quadratischem Querschnitt a hergestellten Gewindestab ¹I. Solche durch Transport, Montage oder Belastung der Gewindestäbe entstehende Schäden bestehen in einem Ausbrechen von Gewindeteilen, die ein Verklemmen der Mutter zur Folge haben, was ein zerstörungsfreies Lösen einer mittels eines solchen Geywindestabes 4 und einer Mutter 6 hergestellten Verbindung unmöglich macht.

Fig. 6 zeigt nun ein Ausführungsbeispiel eines neuerungsgemässen Gewindestab^s, der aus einem Abschnitt einer Schichtpressstoffplatte gemäss Fig. 3 hergestellt ist".' Während also bei den bisher verwendeten Stäbe k von Schichtpressstoffstreifen mit quadratischem Querschnitt a ausgegangen wurde, wobei diese auf der Drehbank zu Bandstäben gedreht werden mussten, um das Gewinde schneiden zu können. Im Gegensatz dazu geht man bei der Neuerung von Schichtpressstoffplatten aus, deren Dicke nicht dem Stabgewinde- sondern nur dem Stabkerndurchmesser entspricht. In Fig. 6 ist zum Vergleich mit Fig. 4 ein nicht mit Gewinde versehener Teil eines Abschnittes dargestellt, wobei der Kreis mit dem Gewindedurchmesser deutlich die Mate- . rialeinsparung an Pressstoffschichten erkennen lässt.

Flache Gewindebolzen sind bereits aus der US-PS 2,820,972 bekannt. Diese Bolzen sind aber nicht aus Schichtpressstoff, sondern aus Metall. Spezifisch richtungsabhängige Eigenschaften sind bei der Herstellung dieser bekannten Gewindebolzen demnach nicht zu berücksichtigen. Ausserdem ist? die Verwendung dieser bekannten Bolzen im Elektromaschinenbau sowie beim Bau von Transformatoren etc. nur in beschränktem Masse möglich.

Aus den Fig. 6a und 6b ist in Gegenüberstellung der bisherigen

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zur erfindungsgemässen Profilgebung deutlich die erhebliche Materialsparung sowie die Profillegung im Hinblick auf die Schichtung zu ersehen. Während bisher das Stabprofil aus einem einen quadratischen Querschnitt aufweisenden Streifen mit der Quadratseitengrösse d oder grosser als d, z.B. a, hergestellt wurde, findet in erfir.dungsgemässer Weise nunmehr ein rechteckiges Querschnittprofil mit den Seitenlängen d und d Verwendung.

Die Fig. 7 bringt nun eine Seitenansicht^um den Erfindungsgegenstand Bekanntem gegenüberzustellen. Der bekannte Gewindestab (Fig. 5) zeigt neben kleineren Ausbrüchen 7 einen flächenhaften Schaden 7¹. Der erfindungsgemässe Gewindestab 8 mit Mutter 6 weist an Stelle dieser Schäden 7 bzw. 7^T ebene Schaftflächen 8' sowie die sich in gleicher Ebene daran anschliessenden ebenen Flächen 8¹' des Schaftgewindes auf, wobei die Flächen 8' umso grosser werden, desto mehr die Dicke des Abschnittes der Schichtpressstoffplatte den Stabkerndurchmesser d. unterschreitet, während in der Stirnansicht von rechts (Fig. 7 b) das Gewinde des Stabes als zwischen der Stabumriss und dem schraffierten Kernquerschnitt liegende helle Fläche erscheint.

In den Fig. 7 a und 7 b sind die Querschnitte des Abschnittes

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der Schichtpressstoffplatte sowie des fertigen Gewindestabes einander gegenübergestellt.

In Fig. 8 ist die Mutter wieder mit 6 und der freibleibende Spalt zwischen dem Gewindestab 8 und der Mutter 6 mit 6' bezeichnet. In diesem ist auf der rechten Figurenseite ein Keil 9 und auf der linken Seite ein runder Stift 10 als Sicherung gegen Verdrehung des Stabes 8 in der Mutter 6 eingezeichnet. Eine selche Sicherung ist entfernbar, um die Mutter 6 und den Stab 8 zerstörungsfrei wieder voneinander trennen zu können. Selbstverständlich können in dem erfrndungsgemäss gebildeten Spalt zwischen Mutter und Gewindestab auch plastische oder härtbare Massen als Sicherung gegen Verdrehung des Stabes bzw. der Mutter vorgesehen sein.

Claims

■■ ■" 3 Schutzansprüche

1. Gewindestab aus Schichtpressstoff zum Verbinden mit einem Gegenstück, z.B. einer Mutter, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewindestab (8) zwei einander gegenüberliegende, zu den Schichtpressstoff-Lagen parallele Flächen aufweist.

2. Gewindestab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der senkrechte Abstand (dl) der beiden Flächen höchstens gleich dem Gewindekerndurchmesser ist. .

3. Gewindestab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Spalt (6¹) zwischen dem Gewindestab (8) und dem Gegenstück (6) ein Stift (10) vorgesehen ist. /

Ί. Gewindestab nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass der Stift (10) aus Kunststoff besteht.

5. Gewindestab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Spalt (6') zwischen dem Gewindestab (8) und dem Gegenstück (6) eine plastische oder härtbare Masse wie Kitt, Kunstharz, Silikonkautschuk oder dgl. vorgesehen ist.

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