WO2006048113A1 - Gewinde für eine schraubverbindung - Google Patents

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WO2006048113A1
WO2006048113A1 PCT/EP2005/011165 EP2005011165W WO2006048113A1 WO 2006048113 A1 WO2006048113 A1 WO 2006048113A1 EP 2005011165 W EP2005011165 W EP 2005011165W WO 2006048113 A1 WO2006048113 A1 WO 2006048113A1
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bolt
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sectional area
threads
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Heinrich Diekmeyer
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Wabco GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/22—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening
    • F16B39/28—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place during screwing down or tightening by special members on, or shape of, the nut or bolt
    • F16B39/30—Locking exclusively by special shape of the screw-thread
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D27/00—Cartridge filters of the throw-away type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/40—Special measures for connecting different parts of the filter
    • B01D2201/4092—Threaded sections, e.g. screw

Definitions

  • the invention relates to a thread for a sterver ⁇ bond according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a thread for a screw connection which, by its very construction, significantly reduces the risk of the previously mentioned damage.
  • the invention has the advantage that the threaded ffer ⁇ connection without special aids such as a torque wrench and without special precautions such as technical warnings tightened and solved the can.
  • the invention when using the invention in removable cartridge systems, the Kirkar ⁇ tuschen can be screwed by hand, without damaging the thread is too feared.
  • Another advantage of the invention especially when used for air dryers and air supply systems in commercial vehicles, is that in such Anla ⁇ conditions of the air dryer aufschlagung a cyclically changing Druckbe ⁇ , z. B. when switching from the compression phase in the regeneration phase is exposed, which leads je ⁇ Weils to a corresponding stress on the thread.
  • a high fatigue strength of the threaded screw connection can be achieved even in such cases cyclically changing, in particular cyclically swelling, stress.
  • a further advantage of using the invention in air dryers for compressed air systems in trucks is that hitherto conventional steel inserts are used in e.g. Made of aluminum receiving devices for der ⁇ like air dryer cartridges, z. B. in an air supply system, can be omitted. As a result, the air supply system can be made simpler and less expensive.
  • the thread form can be made asymmetrical, wherein the bolt thread has a larger, solid cross-section.
  • the female thread has a comparatively slim and due to the shape of relatively elastic cross-section.
  • FIG. 1 shows an air dryer cartridge and an air supply system in a vehicle
  • Fig. 2 shows an embodiment of the inventive thread as a bolt thread
  • Fig. 3 shows an embodiment of the inventive thread as a nut thread
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the thread according to the invention as a nut thread.
  • a device (8) is screwed interchangeable cartridge (1) is shown.
  • the interchangeable cartridge (1) is formed in the exemplary embodiment as an air dryer cartridge, the device (8), which also serves asPervorrich ⁇ device for the air dryer cartridge is z. B. as Air supply system designed for the compressed air system of a Last ⁇ motor vehicle.
  • the apparatus (8) only different exemplified air connections (5, 6, 7) in Fig. 1, which are provided, inter alia, for a supply and discharge of air to the interchangeable cartridge (1).
  • the interchangeable cartridge (1) has, inter alia, a desiccant filling (4) in its interior which serves to absorb moisture from the air passed through the exchange cartridge (1).
  • the Kirkar ⁇ ink (1) provided with a female thread (30) part (3) for screwing into a on the device (8) provided, a bolt thread (20, 22) comprising part (2) is provided.
  • the female thread (30) and the bolt thread (20, 22) having parts (2, 3) are components of the below with reference to FIGS. 2 to 5 explained in more detail threaded screw.
  • the first and the second part (2, 3) at least in the region of the threads different strengths and different moduli of elasticity (Ei, E 2 ).
  • the dot-dash line (9) represents the longitudinal axis of the bolt thread (20, 22).
  • FIG. 2 shows an embodiment of the thread according to the invention as a bolt thread (20).
  • the bolt thread (20) has threads (10) with a respective cross-sectional area (Qi). Between each two threads (10) is located a gap (23) with a respective cross-sectional area (Ch).
  • the thread has a thread pitch (P).
  • FIG. 3 shows a detail of an embodiment of the thread according to the invention as a female thread (30).
  • the nut thread (30) has threads
  • the thread also has the thread pitch (P).
  • the cross-sectional areas (Qi, Q2) of the respective threaded gang (10, 11) are limited in the illustration of FIGS. 2 and 3 by the outer contours of the threads (20, 30) and by dashed lines (21, 33).
  • the cross-sectional areas (Q 3 , Q 4 ) of the gaps (23, 34) are delimited by the outer contours of the threads (20, 30) and by dashed lines (31, 32).
  • FIG. 4 the bolt thread (20) according to FIG. 2 and the female thread (30) according to FIG. 3 are shown together.
  • FIGS. 2 to 4 reference.
  • the z. B. can be made of steel.
  • the cross-sectional area (Qi, Q 3 ) is the Thread (10, 11) made of the material having the lower strength is larger than the cross-sectional area (Q2, Q4) of a gap (23, 24) between the threads (10, 11).
  • the ratio of the cross-sectional area (Qi, Q3) to the cross-sectional area (Q 2 / Q4) is determined by the person skilled in the art according to the respective requirements. According to an advantageous further development of the invention, the ratio of the cross-sectional area (Qi) of the thread (10) of the bolt thread (20) to the cross-sectional area (Q2) of a gap (23) between the threads (10) of the bolt thread (FIG. 20) at least approximately according to the reciprocal of the ratio of the modulus of elasticity (Ei) of Gewin ⁇ degange (10) of the bolt thread (20) to the modulus of elasticity (E 2 ) of the thread (11) of the nut thread (30) determined as by the following relationship [1] wie ⁇ given:
  • the cross-sectional areas (Qi? Q2 / Q3f Q4) of the thread or lobes are only one of the major factors influencing the strength of a thread. Further influencing variables are, for example, resistance torques, shear strength, tensile strength and the shape of the thread, in particular the radii.
  • the thread (11) of the nut thread (30) each have a flank (12), which is a respective flank (14) of the thread (10) of the bolt thread (20) zuge ⁇ is assigned.
  • Each flank (12) opposite flank (13) of the thread (11) of the Vietnamesegewin ⁇ (30) is associated with a respective flank (15) of the Gewinde ⁇ gang (10) of the bolt thread (20).
  • the flank (12) comes into abutment with the flank (14) at one point (16).
  • the longitudinal axis (9) of the bolt thread (20) essentially corresponds to the longitudinal axis of the nut thread (30), so that simplification is achieved in this
  • the flanks (12, 13) have unequal angles ( ⁇ , ⁇ ), ie. H. it applies the relationship
  • the angle ( ⁇ ) is greater than the angle ( ⁇ ), d. H. it applies the relationship
  • flanks (14, 15) have unequal angles ( ⁇ , ⁇ ), ie the relationship applies
  • the angle ( ⁇ ) is greater in absolute value than the angle ( ⁇ ), ie. H. it applies the relationship
  • a line contact is provided along the thread turn at the point (16).
  • the line contact has, compared to the flat touch in metric ISO standard threads, the advantage that slight shape errors in the production of the thread or unavoidable tolerances by local plastic deformation of the existing of the material with the lower Fes ⁇ activity bolt thread (20 ) can be compensated in the region of the point (16) and thus the stresses can be better distributed to all threads.
  • the angle (ß) in terms of magnitude greater than the angle ( ⁇ ), ie, the relationship applies
  • the flanges (12, 14) which come into contact with each other when the threaded screw connection is tightened have larger angles ( ⁇ , ⁇ ) than the opposite flanks (13, 13). 15), ie both the relation [3] and the relationship [5] apply.
  • non-standardized values can also be selected as the thread pitch (P) and the pitch diameter.
  • the female thread (30) and / or the male thread (20) have a cross-sectional contour rounded at least in some areas with radii of curvature (Ri, R2, R3, R4, R5, R ⁇ ).
  • a rounded cross-sectional contour with a radius of curvature (Ri) is provided in the bolt thread (2) in a transition region from the flank (14) to a region parallel to the longitudinal axis (9).
  • This rounded cross-sectional contour with the radius of curvature (Ri) advantageously has a relatively small curvature, ie a relatively large radius of curvature (Ri), which has the advantage that the notch effect at this point is relatively low and, accordingly, the risk of damage the Ge threads (10), such as by tearing off a thread with too strong tightening the threaded screw connection, can be significantly reduced.
  • the bolt thread (2) has a rounded cross-sectional contour with a radius of curvature (Re).
  • the thread (11) of the female thread (3) has at the transitions of the flanks (12, 13) to each other or to paral ⁇ to the longitudinal axis (9) extending regions each have rounded cross-sectional contours with Kr ⁇ irarmngsradien (R2, R 3 , R 4 , R 5 ).
  • the radius of curvature (Ri) is greater than any of the radii of curvature (R 2 , R 3 , R 4 , Rs) of the nut thread (30).
  • a predetermined axial clearance (S a ) is provided in the axial direction of the threaded screw connection between the nut thread (30) and the bolt thread (20), which is large compared to metric ISO standard threads.
  • An axi ⁇ ales game is not provided in metric ISO standard threads per se, but results in practice as a result of manufacturing tolerances in the production of threads.
  • the threaded screw connection according to FIG. 4 has a clearance (Sn, S r 2).
  • nut thread (30) on a device (8) which has a conventional metric ISO standard thread (22) as a bolt thread for receiving the nut thread (30)
  • the configuration of the female thread (30) according to FIGS. 3 and 4 has the further advantage of being compatible with metallic ISO standard threads as a stud thread.
  • the bolt thread (22) designed as an ISO standard thread has in particular symmetrical flanks (14, 15) of the threads (10), ie the angle ( ⁇ ) of the flank (14) to the orthogonal to the longitudinal axis (9) corresponds the angle ( ⁇ ) of the opposite flank (15) to the orthogonal to the longitudinal axis (9). Between the flanks (14, 15), the metric ISO standard thread has a rounded cross-sectional contour (R 7 ).
  • Thread pitch (P) in the range of 1.0 mm to 3.0 mm
  • R 2 / P in the range of 0.07 to 0.27
  • R 3 / P in the range of 0.07 to 0.17
  • R 4 / P in the range of 0.07 to 0.2
  • R 5 / P in the range of 0.07 to 0.2
  • R 6 / P in the range of 0.03 to 0.2

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gewinde für eine Schraubver­bindung, bei der ein ein Muttergewinde (30) aufweisendes erstes Teil (3) mit einem ein Bolzengewinde (20) aufwei­senden zweiten Teil (2) verbindbar ist. Hiervon ausgehend wird eine Gewinde-Schraubverbindung angegeben, welche be­reits durch ihre Konstruktion die Gefahr der zuvor ge­nannten Beschädigungen erheblich verringert. Dies wird dadurch erreicht, dass das erste und das zweite Teil (2, 3) zumindest im Bereich der Gewindegänge (10, 11) unter­schiedliche Festigkeiten aufweisen, und die Gewindegänge (10, 11) eine andere Querschnittsfläche (Q<SUB>1</SUB>., Q<SUB>3</SUB>) auf­weisen als die Querschnittsfläche (Q<SUB>2</SUB>, Q<SUB>4</SUB>) einer Lücke (23, 24) zwischen den Gewindegängen (10, 11).

Description

Gewinde für eine Schraubverbindung
Die Erfindung betrifft ein Gewinde für eine Schraubver¬ bindung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Für derartige Gewinde-Schraubverbindungen ist beispiels¬ weise das sogenannte metrische ISO-Normgewinde bekannt, das weite Verbreitung gefunden hat. Weiterhin ist eine Gewinde-Schraubverbindung aus der US 5, 282,707 bekannt.
Bei den bekannten Gewinden ergibt sich bei Verwendung von Materialien unterschiedlicher Festigkeit für das Bolzen¬ gewinde und das Muttergewinde das Problem, dass ein zu starkes Anziehen der Gewinde-Schraubverbindung zu einer Beschädigung desjenigen Gewindeteils führt, das aus dem Material mit der geringeren Festigkeit hergestellt ist. Aus diesem Grunde ist es üblich, in technischen Beschrei¬ bungen sogenannte höchstzulässige Anzugsmomente für die Gewinde-Schraubverbindung vorzusehen, um die erwähnte Be¬ schädigung zu vermeiden. In manchen Fällen, z. B. beim Aufschrauben von Wechselkartuschen, etwa für Lufttrockner in Druckluft-Bremsanlagen für Nutzfahrzeuge oder auch für Ölfilter, ist es jedoch üblich, die Gewinde-Schraubver¬ bindung von Hand festzuziehen, d. h. keinen voreinstell¬ baren Drehmomentschlüssel dafür zu verwenden. Generell ist es jedoch auch bei allen anderen Anwendungen von Ge¬ winde-Schraubverbindungen wünschenswert, eine versehent¬ liche Beschädigung, etwa durch falsche Einstellung eines Drehmomentschlussels oder versehentliche NichtVerwendung des Drehmomentschlussels, zu vermeiden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ge¬ winde für eine Schraubverbindung anzugeben, welche be¬ reits durch ihre Konstruktion die Gefahr der zuvor ge¬ nannten Beschädigungen erheblich verringert.
Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 an¬ gegebene Erfindung gelost. Weiterbildungen und vorteil¬ hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran- spruchen angegeben.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die Gewinde-Schraub¬ verbindung ohne besondere Hilfsmittel wie etwa einem Drehmomentschlussel und ohne besondere Vorkehrungen wie etwa technischen Warnhinweisen angezogen und gelost wer¬ den kann. Insbesondere bei der Verwendung der Erfindung in Wechselkartuschen-Systemen können die Wechselkar¬ tuschen von Hand festgeschraubt werden, ohne dass eine Beschädigung des Gewindes zu befurchten ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung, insbesondere bei der Verwendung für Lufttrockner und Luftversorgungsanlagen in Nutzfahrzeugen, besteht darin, dass bei derartigen Anla¬ gen der Lufttrockner einer zyklisch wechselnden Druckbe¬ aufschlagung, z. B. beim Umschalten von der Kompressions- phase in die Regenerationsphase, ausgesetzt ist, was je¬ weils zu einer entsprechenden Beanspruchung des Gewindes führt. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Gewinde- Schraubverbindung kann auch in solchen Fällen zyklisch wechselnder, insbesondere zyklisch schwellender, Bean¬ spruchung eine hohe Dauerfestigkeit der Gewinde-Schraub¬ verbindung erzielt werden.
Ein weiterer Vorteil bei einer Anwendung der Erfindung in Lufttrocknern für Druckluftanlagen in Lastkraftwagen be¬ steht darin, dass bisher übliche Stahl-Einsätze in z.B. aus Aluminium gefertigten Aufnahmevorrichtungen für der¬ artige Lufttrockner-Kartuschen, z. B. in einer Luftver¬ sorgungsanlage, entfallen können. Hierdurch kann die Luftversorgungsanlage einfacher und kostengünstiger her¬ gestellt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Gewindeform asymmetrisch ausgeführt sein, wobei das Bolzengewinde einen größeren, massiven Querschnitt aufweist. Das Muttergewinde hat dabei einen vergleichs¬ weise schlanken und aufgrund der Formgebung relativ elastischen Querschnitt.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch die Verwendung einer geometrisch stärkeren Aus¬ führung der Querschnittsfläche des mit der geringeren Festigkeit ausgeführten Gewindeteils (Bolzen, Mutter) kann auf einfache Weise eine erhöhte Festigkeit und Sicherheit gegen Beschädigungen erreicht werden. Unter Nennung weiterer Vorteile wird die Erfindung nach¬ folgend unter Verwendung von Zeichnungen anhand von Aus¬ fuhrungsbeispielen naher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Lufttrockner-Kartusche sowie eine Luft¬ versorgungsanlage in einem Fahrzeug und
Fig. 2 eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Gewindes als Bolzengewinde und
Fig. 3 eine Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Gewindes als Muttergewinde und
Fig. 4 das erwähnte Bolzengewinde mit dazugehörigem Muttergewinde und
Fig. 5 eine weitere Ausfuhrungsform des erfindungs- gemaßen Gewindes als Muttergewinde.
In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Teile verwendet.
In der Fig. 1 ist eine auf ein Gerat (8) aufgeschraubte Wechselkartusche (1) dargestellt. Die Wechselkartusche (1) ist im Ausfuhrungsbeispiel als Lufttrockner-Kartusche ausgebildet, das Gerat (8) , das auch als Aufnahmevorrich¬ tung für die Lufttrockner-Kartusche dient, ist z. B. als Luftversorgungsanlage für die Druckluftanlage eines Last¬ kraftwagens ausgebildet. Von dem Gerät (8) sind lediglich beispielhaft verschiedene Luftanschlüsse (5, 6, 7) in der Fig. 1 dargestellt, die unter anderem für eine Zufuhr und Abfuhr von Luft zu der Wechselkartusche (1) vorgesehen sind. Die Wechselkartusche (1) weist in ihrem Inneren un¬ ter anderem eine Trockenmittel-Füllung (4) auf, die zur Aufnahme von Feuchtigkeit aus der durch die Wechselkar¬ tusche (1) durchgeleiteten Luft dient.
Zur Befestigung auf dem Gerät (8) weist die Wechselkar¬ tusche (1) ein mit einem Muttergewinde (30) versehenes Teil (3) auf, das zum Aufschrauben in ein an dem Gerät (8) vorgesehenes, ein Bolzengewinde (20, 22) aufweisendes Teil (2) vorgesehen ist. Die das Muttergewinde (30) und das Bolzengewinde (20, 22) aufweisenden Teile (2, 3) sind Bestandteile der im folgenden anhand der Fig. 2 bis 5 noch näher erläuterten Gewinde-Schraubverbindung. Hierbei weisen das erste und das zweite Teil (2, 3) zumindest im Bereich der Gewindegänge unterschiedliche Festigkeiten sowie unterschiedliche Elastizitätsmoduln (Ei, E2) auf. Die strichpunktierte Linie (9) stellt die Längsachse des Bolzengewindes (20, 22) dar.
In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform des erfindungsge¬ mäßen Gewindes als Bolzengewinde (20) ausschnittsweise dargestellt. Das Bolzengewinde (20) weist Gewindegänge (10) mit einer jeweiligen Querschnittsfläche (Qi) auf. Zwischen jeweils zwei Gewindegängen (10) befindet sich eine Lücke (23) mit einer jeweiligen Querschnittsflache (Ch) . Das Gewinde weist eine Gewindesteigung (P) auf.
In der Fig. 3 ist eine Ausfuhrungsform des erfindungsge- maßen Gewindes als Muttergewinde (30) ausschnittsweise dargestellt. Das Muttergewinde (30) weist Gewindegange
(11) mit einer jeweiligen Querschnittsflache (Q3) auf. Zwischen jeweils zwei Gewindegangen (11) befindet sich eine Lücke (34) mit einer jeweiligen Querschnittsflache
(Q4) . Das Gewinde weist ebenfalls die Gewindesteigung (P) auf.
Die Querschnittsflachen (Qi, Q2) der jeweiligen Gewinde¬ gange (10, 11) sind in der Darstellung der Fig. 2 und 3 durch die Außenkonturen der Gewinde (20, 30) sowie durch gestrichelte Linien (21, 33) begrenzt. Die Querschnitts¬ flachen (Q3, Q4) der Lucken (23, 34) sind durch die Au¬ ßenkonturen der Gewinde (20, 30) sowie durch gestrichelte Linien (31, 32) begrenzt.
In der Fig. 4 sind das Bolzengewinde (20) gemäß Fig. 2 und das Muttergewinde (30) gemäß Fig. 3 gemeinsam darge¬ stellt. Nachfolgend wird daher auf die Fig. 2 bis 4 Bezug genommen.
Im Ausfuhrungsbeispiel ist das Bolzengewinde (20) aus dem Material mit der geringeren Festigkeit, z. B. Aluminium, gefertigt als das Muttergewinde (30), das z. B. aus Stahl gefertigt sein kann. Wie insbesondere in den Fig. 2 und 3 erkennbar ist, ist die Querschnittsflache (Qi, Q3) der Gewindegange (10, 11) aus dem Material mit der geringeren Festigkeit großer ist als die Querschnittsflache (Q2, Q4) einer Lücke (23, 24) zwischen den Gewindegangen (10, 11) .
Das Verhältnis der Querschnittsflache (Qi, Q3) zu der Querschnittsflache (Q2/ Q4) legt der Fachmann nach dem jeweiligen Bedarf fest. Gemäß einer vorteilhaften Weiter¬ bildung der Erfindung wird das Verhältnis der Quer¬ schnittsflache (Qi) der Gewindegange (10) des Bolzenge¬ windes (20) zu der Querschnittsflache (Q2) einer Lücke (23) zwischen den Gewindegangen (10) des Bolzengewindes (20) zumindest naherungsweise entsprechend dem Kehrwert des Verhältnisses des Elastizitätsmoduls (Ei) der Gewin¬ degange (10) des Bolzengewindes (20) zu dem Elastizitäts¬ modul (E2) der Gewindegange (11) des Muttergewindes (30) festgelegt, wie durch die nachfolgende Beziehung [1] wie¬ dergegeben:
[1]
Q 22, E
Wie der Fachmann erkennt, sind die Querschnittsflachen (Qi? Q2/ Q3f Q4) der Gewindegange bzw. der Lucken nur eine der wesentlichen Einflussgroßen für die Festigkeit eines Gewindes. Weitere Einflussgroßen sind beispielsweise Wi¬ derstandsmomente, Scherfestigkeit, Zugfestigkeit sowie die Formgebung der Gewindegange, insbesondere die Radien.
Die Gewindegange (11) des Muttergewindes (30) weisen je¬ weils eine Flanke (12) auf, die einer jeweiligen Flanke (14) der Gewindegange (10) des Bolzengewindes (20) zuge¬ ordnet ist. Jeweils eine der Flanke (12) gegenüberlie¬ gende Flanke (13) der Gewindegange (11) des Muttergewin¬ des (30) ist einer jeweiligen Flanke (15) der Gewinde¬ gange (10) des Bolzengewindes (20) zugeordnet. Beim An¬ ziehen der Gewinde-Schraubverbindung kommt die Flanke (12) mit der Flanke (14) an einer Stelle (16) zur Anlage. In diesem Zustand der angezogenen Gewinde-Schraubverbin¬ dung, wie in der Fig. 4 und 5 dargestellt, entspricht die Langsachse (9) des Bolzengewindes (20) im wesentlichen der Langsachse des Muttergewindes (30) , so dass zur Ver¬ einfachung in diesem Zusammenhang nachfolgend immer nur auf eine Langsachse (9) Bezug genommen wird.
Gegenüber der Orthogonalen zur Langsachse (9) weist die Flanke (12) einen Winkel (ω) auf, die Flanke (13) weist einen Winkel (γ) auf, die Flanke (14) weist einen Winkel (ß) auf und die Flanke (15) weist einen Winkel (α) auf. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Flanken (12, 13) ungleiche Winkel (ω, γ) auf, d. h. es gilt die Beziehung
ω ≠ γ [2]
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dabei der Winkel (ω) betragsmaßig großer als der Winkel (γ) , d. h. es gilt die Beziehung
N > IvI [3] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die Flanken (14, 15) ungleiche Winkel (α, ß) auf, d. h. es gilt die Beziehung
α ≠ ß [4]
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist dabei der Winkel (ß) betragsmaßig großer als der Winkel (α) , d. h. es gilt die Beziehung
Ißl > |α| [5]
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Flanke (12) und der Flanke (14) beim Anzie¬ hen der Gewinde-Schraubverbindung eine Linienberuhrung entlang der Gewindegange an der Stelle (16) vorgesehen. Die Linienberuhrung hat, verglichen mit der flachigen Be¬ rührung bei metrischen ISO-Normgewinden, den Vorteil, dass leichte Formfehler bei der Herstellung des Gewindes bzw. unvermeidbare Toleranzen durch lokale plastische Verformungen des aus dem Material mit der geringeren Fes¬ tigkeit bestehenden Bolzengewindes (20) im Bereich der Stelle (16) kompensiert werden können und hierdurch die Belastungen besser auf alle Gewindegange verteilt werden können. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Winkel (ß) betragsmäßig größer als der Winkel (ω) , d. h. es gilt die Beziehung
Ißl > N [6]
Dies hat den Vorteil, dass die Berührung zwischen den Flanken (12, 14) an der Stelle (16) relativ weit außen an dem Gewindegang (11) des Muttergewindes (30) stattfindet. Infolge des hierdurch resultierenden Hebelarms ist die Elastizität des Gewindegangs (11) an dieser Stelle (16) groß gegenüber der Elastizität des Gewindegangs (10) an dieser Stelle (16) . Hierdurch wird der Vorteil erzielt, dass leichte Formfehler bei der Herstellung des Gewindes bzw. unvermeidbare Toleranzen durch die Elastizität des Muttergewindes (30) ausgeglichen werden können und somit durch solche Formfehler bzw. Toleranzen hervorgerufene erhöhte Belastungen der Gewindegänge besser auf sämtliche Gewindegänge (11) verteilt werden können als bei bekann¬ ten Gewinde-Schraubverbindungen. Eine im Vergleich zu dem Gewindegang (10) schlanke Ausbildung des Gewindegangs (11) bewirkt eine weitere Verbesserung der Elastizität des Muttergewindes (30) und unterstützt somit den erwähnten Ausgleich der Belastungen auf sämtliche Gewinde¬ gänge (11) .
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weisen die beim Anziehen der Gewinde-Schraubverbindung miteinander zur Anlage kommenden Flanken (12, 14) größere Winkel (ω, ß) als die gegenüberliegenden Flanken (13, 15), d. h. es gelten sowohl die Beziehung [3] als auch die Beziehung [5] .
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können als Gewindesteigung (P) und Flankendurchmesser auch nicht genormte Werte ausgewählt werden.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Muttergewinde (30) und/oder das Bolzengewinde (20) eine zumindest in Teilbereichen abgerundete Quer¬ schnittskontur mit Krümmungsradien (Ri, R2, R3, R4, R5, Rε) auf. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist in dem Bolzengewinde (2) in einem Übergangsbereich von der Flanke (14) zu einem zu der Längsachse (9) parallelen Be¬ reich eine abgerundete Querschnittskontur mit einem Krüm¬ mungsradius (Ri) vorgesehen. Diese abgerundete Quer¬ schnittskontur mit dem Krümmungsradius (Ri) weist vor¬ teilhaft eine relativ geringe Krümmung auf, d.h. einen relativ großen Krümmungsradius (Ri) , was den Vorteil hat, dass die Kerbwirkung an dieser Stelle relativ gering ist und dementsprechend die Gefahr von Beschädigungen der Ge¬ windegänge (10) , etwa durch Abreißen eines Gewindegangs bei zu starkem Anziehen der Gewinde-Schraubverbindung, erheblich reduziert werden kann. In einem Übergangsbe¬ reich von dem zu der Längsachse (9) parallelen Bereich zu der Flanke (15) weist das Bolzengewinde (2) eine abgerun¬ dete Querschnittskontur mit einem Krümmungsradius (Re) auf. Der Gewindegang (11) des Muttergewindes (3) weist an den Übergängen der Flanken (12, 13) zueinander bzw. zu paral¬ lel zu der Längsachse (9) verlaufenden Bereichen jeweils abgerundete Querschnittskonturen mit Krϋirarmngsradien (R2, R3, R4, R5) auf. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Krümmungsradius (Ri) größer als je¬ der der Krümmungsradien (R2, R3, R4, Rs) des Muttergewin¬ des (30) .
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in Axialrichtung der Gewinde-Schraubverbindung zwischen dem Muttergewinde (30) und dem Bolzengewinde (20) ein vorgegebenes axiales Spiel (Sa) vorgesehen ist, das groß im Vergleich zu metrischen ISO-Normgewinden ist. Ein axi¬ ales Spiel ist bei metrischen ISO-Normgewinden an sich nicht vorgesehen, ergibt sich jedoch in der Praxis in¬ folge von Fertigungstoleranzen bei der Herstellung von Gewinden. Durch das vorgegebene axiale Spiel (Sa) gemäß der vorteilhaften Weiterbildung kann ein Festdrehen bzw. ein Festfressen der Gewinde-Schraubverbindung vermieden werden.
In radialer Richtung weist die Gewinde-Schraubverbindung gemäß Fig. 4 ein Spiel (Sn, Sr2) auf.
In der Fig. 5 ist eine Anwendung des anhand der Fig. 3 und 4 bereits erläuterten Muttergewindes (30) an einem Gerät (8) vorgesehen, das als Bolzengewinde zur Aufnahme des Muttergewindes (30) ein herkömmliches metrisches ISO- Normgewinde (22) aufweist. Wie in der Fig. 5 erkennbar ist, hat die Ausgestaltung des Muttergewindes (30) gemäß der Fig. 3 und 4 den weiteren Vorteil, kompatibel zu met¬ rischen ISO-Normgewinden als Bolzengewinde zu sein. Bei einer Anwendung der Erfindung bei einer Wechselkartusche (1) ergibt sich der Vorteil, dass eine mit dem Mutterge¬ winde (30) gemäß der Erfindung ausgestattete Wechselkar¬ tusche (1) sowohl in ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Bolzengewinde (20) als auch in ein herkömmliches metri¬ sches ISO-Norm-Bolzengewinde eingeschraubt werden kann.
Das als metrisches ISO-Normgewinde ausgebildete Bolzen¬ gewinde (22) weist insbesondere symmetrische Flanken (14, 15) der Gewindegänge (10) aus, d. h. der Winkel (δ) der Flanke (14) zur Orthogonalen zur Längsachse (9) ent¬ spricht dem Winkel (λ) der gegenüberliegenden Flanke (15) zur Orthogonalen zur Längsachse (9) . Zwischen den Flanken (14, 15) weist das metrische ISO-Normgewinde eine abge¬ rundete Querschnittskontur (R7) auf.
Wie aus der Fig. 5 zudem erkennbar ist, bleibt auch ein Großteil der zuvor genannten Vorteile der Erfindung in Verbindung mit dem metrischen ISO-Normgewinde als Bolzen¬ gewinde (22) erhalten. So ist in diesem Fall wiederum die zuvor erläuterte Linienberϋhrung an der Stelle (16) zwi¬ schen der Flanke (12) und der Flanke (14) gewährleistet.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können folgende Werte gewählt werden:
Q1/Q2 > 1,2
Figure imgf000016_0001
Gewindesteigung (P) im Bereich von 1,0 mm bis 3,0 mm
γ im Bereich von 0 Grad bis 10 Grad ω im Bereich von 20 Grad bis 29 Grad α im Bereich von 0 Grad bis 10 Grad ß im Bereich von 21 Grad bis 35 Grad
(Gradangaben jeweils bezogen auf 360 Grad-Teilung)
Ri/P im Bereich von 0,1 bis 0,3
R2/P im Bereich von 0,07 bis 0,27
R3/P im Bereich von 0,07 bis 0,17
R4/P im Bereich von 0,07 bis 0,2
R5/P im Bereich von 0,07 bis 0,2
R6/P im Bereich von 0,03 bis 0,2
Sa/P im Bereich von 0,01 bis 0,07
Sri/P im Bereich von 0,03 bis 0,1
Sr2/P im Bereich von 0,03 bis 0,17
Sr3/P im Bereich von 0,03 bis 0,1
Sr4/P im Bereich von 0,03 bis 0,17
(Werte normiert auf die Gewindesteigung (P) )

Claims

Patentansprüche
1. Gewinde für eine Schraubverbindung, bei der ein ein Muttergewinde (30) aufweisendes erstes Teil (3) mit einem ein Bolzengewinde (20) aufweisenden zweiten Teil (2) verbindbar ist, wobei das erste und das zweite Teil (2, 3) zumindest im Bereich der Gewinde¬ gange (10, 11) unterschiedliche Festigkeiten aufwei¬ sen, und wobei die Gewindegange (10, 11) eine andere Querschnittsflache (Qi, Q3) aufweisen als die Quer¬ schnittsflache (Q2, Q4) einer Lücke (23, 24) zwischen den Gewindegangen (10, 11) .
2. Gewinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzengewinde (20) aus dem Material mit der ge¬ ringeren Festigkeit hergestellt ist.
3. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quer¬ schnittsflache (Qi, Q3) der Gewindegange (10, 11) aus dem Material mit der geringeren Festigkeit großer ist als die Querschnittsflache (Q2, Q4) einer Lücke (23, 24) zwischen den Gewindegangen (10, 11) .
4. Gewinde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittsflache (Qi, Q3) der Gewindegange (10, 11) aus dem Material mit der gerin¬ geren Festigkeit zu der Querschnittsflache (Q2, Q4) einer Lücke (23, 24) zwischen den Gewindegangen (10, 11) großer als 1,2 ist.
5. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Quer¬ schnittsflache (Ch, Q4) einer Lücke (23, 24) zwischen den Gewindegangen (10, 11) aus dem Material mit der höheren Festigkeit großer ist als die Querschnitts¬ flache (Qi, Q3) der Gewindegange (10, 11) .
6. Gewinde nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittsflache (Q2, Q4) einer Lücke (23, 24) zwischen den Gewindegangen (10, 11) aus dem Material mit der höheren Festigkeit zu der Querschnittsflache (Qi, Q3) der Gewindegange (10, 11) großer als 1,2 ist.
7. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Querschnittsflache (Qi) der Gewindegange (10) des Bolzengewindes (20) zu der Querschnittsflache (Q2) einer Lücke (23) zwischen den Gewindegangen (10) des Bolzengewindes (20) dem Kehrwert des Verhältnisses des Elastizitätsmoduls (Ei) der Gewindegange (10) des Bolzengewindes (20) zu dem Elastizitätsmodul (E2) der Gewindegange (11) des Muttergewindes (30) entspricht.
8. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüber¬ liegenden Flanken (12, 13) der Gewindegange (11) des Muttergewindes (30) ungleiche Winkel (γ, ω) gegenüber der Orthogonalen zur Langsachse (9) des Muttergewin¬ des (30) aufweisen.
9. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüber¬ liegenden Flanken (14, 15) der Gewindegange (10) des Bolzengewindes (20) ungleiche Winkel (α, ß) gegenüber der Orthogonalen zur Langsachse des Bolzengewindes
(20) aufweisen.
10. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Anzie¬ hen der Gewinde-Schraubverbindung mit der Flanke (14) des Bolzengewindes (20, 22) zur Anlage kommende Flanke (12) des Muttergewindes (30) einen betrags- maßig größeren Winkel (ω) zur Orthogonalen zur Langs¬ achse (9) des Muttergewindes (30) aufweist als die gegenüberliegende Flanke (13) des Muttergewindes
(30) .
11. Gewinde nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Anziehen der Gewinde-Schraubverbindung miteinander zur Anlage kom¬ menden Flanken (12, 14) des Bolzen- und des Mutterge¬ windes (20, 30) einen betragsmaßig größeren Winkel
(ω, ß) zur Orthogonalen zur Langsachse (9) des Mut¬ tergewindes (30) aufweisen als die gegenüberliegenden Flanken (13, 15) des Bolzen- und des Muttergewindes (20, 30) .
12. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Anzie¬ hen der Gewinde-Schraubverbindung mit der Flanke (14) des Bolzengewindes (20, 22) zur Anlage kommende Flanke (12) des Muttergewindes (30) einen betrags¬ mäßig geringeren Winkel (ω) zur Orthogonalen zur Längsachse (9) des Muttergewindes (30) aufweist als die damit zur Anlage kommende Flanke (14) des Bolzen¬ gewindes (20, 22) .
13. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mutterge¬ winde (30) und/oder das Bolzengewinde (20) eine zu¬ mindest in Teilbereichen abgerundete Querschnitts¬ kontur (R1, R2, R3, R4, R5, Re) aufweist.
14. Gewinde nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzengewinde (20, 22) zumindest eine abge¬ rundete Querschnittskontur mit einem größeren Krüm¬ mungsradius (R1, R7) aufweist als jeder der Krümmungs¬ radien (R2, R3, R4, R5) der abgerundeten Querschnitts¬ konturen des Muttergewindes (30) .
15. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Muttergewinde (30) und dem Bolzengewinde (20) ein vorgegebenes axiales Spiel (Sa) vorgesehen ist.
16. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Anzie¬ hen der Gewinde-Schraubverbindung miteinander zur An¬ lage kommenden Flanken (12, 14) des Bolzen- und des Muttergewindes (20, 22, 30) eine Linienberührung auf¬ weisen.
17. Gewinde nach wenigstens einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bolzenge¬ winde (20, 22) aus Aluminium und das Muttergewinde (30) aus Stahl hergestellt ist.
18. Gerät (8) zur Aufnahme einer Lufttrockner-Kartusche
(1) , wobei das Gerät (8) ein Bolzengewinde (20) oder Muttergewinde (30) nach wenigstens einem der vorher¬ gehenden Ansprüche zum Aufschrauben der Lufttrockner- Kartusche (1) aufweist.
19. Lufttrockner-Kartusche (1) für eine Druckluftanlage in einem Fahrzeug, die auf das Gerät (8) nach An¬ spruch 18 aufschraubbar ist.
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