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Nach Art von Bolzen und Mutter beschaffenes, zugbeanspruchtes
Konstruktionselement für elektrische Geräte
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siewandfreiem festigkeitstechnischen Verhalten vereinbar sind.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe nun dadurch, dass der an sich gewindelos ausgeführte
Bolzen mit einer Mutter zusammenwirkt, welche das Bolzengewinde erst beim Einschrauben des glatten
Bolzens in sie durch eine ganz oder im wesentlichen spanlos Verformung des Bolzens schafft. Zweck- mässig ist es, wenn die mit dem Bolzen zusammenwirkende Mutter nur höchstens einen Gewindegang um- fasst, insbesondere wenn diese Mutter aus einem einfachen Blechplättchen besteht.
Durch diese Massnah- men wird im wesentlichen Folgendes erreicht :
Die zur Verwendung kommenden Bolzen können in einigen wenigen, jeweils einer Gruppe von Ver- wendungszwecken angepassten Überlängen, unter anderem sogar nur in einer einzigen Länge auf Vorrat gelegt werden und werden nach Bedarf auf das erforderliche Mass abgelängt, wobei der entstehende Ab- fall, wenn es sich um thermoplastisches Material handelt, wie dies vorliegend in erster Linie der Fall ist wieder verwertbarer Rohstoff ist. Die zur Herstellung dieser Bolzen erforderlichen Formen sind nach Zahl und Aufbau gegenüber den bisher nötig gewesene wesentlich vereinfacht.
Der Vorgang des Gewinde- schneidens wird mit der Montagearbeit des Zugankers vereinigt, indem die Handgriffe, die bisher nötig waren um den Bolzen im elektrischen Gerät mit der Mutter zu vereinigen, nunmehr auch noch dazu benützt werden, um zusätzlich das Bolzengewinde herzustellen. Die Herstellung der eigentlichen Muttern ist gegenüber dem bisherigen ebenfalls wesentlich vereinfacht.
Es hat sich unerwarteterweise gezeigt, dass die Einarbeitung des Gewindes in den Bolzen auf die vor- stehend dargelegte Art zu einer Zugsicherheit der Verbindung führt, die allen, selbst grösseren Anforde- rungen dauernd genügt und es ist besonders hervorzuheben, dass eine solche Verbindung auch frei von allen Gefahren des Kerbeffektes ist.
Es sind bereits sogenannte Blechschrauben bekannt, d. s. Metallschr ; iuben mit einem der Holzu : hrau- be ähnlichen Gewinde ; diese Blechschrauben bestehen aus hartem Stahl und schneiden sich, wenn man sie in das gewindelose Loch, das in einem Blech mässiger Stärke vorgesehen ist, einschraubt, ihr Muttergewinde selbst. Die erfindungsgemässe Massnahme könnte in mancher Hinsicht als Umkehrung dieser Vorgangsweise aufgefasst werden, unterscheidet sich jedoch von ihr in mehrfacher Hinsicht :
Abgesehen davon, dass im Bau elektrischer Apparate ein selbstschneidender Bolzen von der in Betracht kommenden Länge aus preislichen Gründen kaum tragbar wäre, wUrden durch ihn wieder die Nachteile in das Gerät eingehen, die sich aus der Verwendung elektrisch leitender Zuganker eben ergeben.
Demnach sind solche Blechschrauben, die zudem nur in mässigen, für den vorliegenden Zweck unzureichenden Längen erzeugt werden, im Bau elektrischer Apparate nicht bekannt. Es war aber auch nicht vorhersehbar, dass es gelingen könnte, einen Kunststoffbolzen beträchtlicher Länge grössenordnungsmässig etwa das dreissigfache des Durchmessers auf die erfindungsgemässe Weise mit Bolzengewinde zu versehen. Es war nicht anzunehmen, dass man über einen Kunststoffbolzen solcher Länge ein Drehmoment übertragen werde können, das erforderlich ist, um in das Material, das aus Festigkeitsgründen ausserordentliche Zähigkeit haben muss. ein Gewinde einzuschneiden. Ferner ist zu erwähnen, dass das hergestellte Gewinde unter allen Umständen selbsthemmend sein muss, u. zw. auch unter extrem schwierigen Bedingungen.
Es ist ferner technologisch etwas ganz anderes, ob man mit einer harten, relativ kurzen Stahlschraube ein Gewinde in ein relativ weiches Blech schneidet, also ein "Werkzeug" beträchtlicher Festigkeit und Länge, das jedenfalls mehrere Schraubengänge umfasst, zur Verfügung hat, oder ob man mit einer Blechmutter, die ja hinsichtlich Härte und Materialwert keine grossen Anforderungen erfüllen kann, einen Bolzen über ein in der Regel doch mehrere Gewindegänge umfassendes Stück mit Gewinde versieht, denn in diesem Falle muss dieses Bolzengewinde mit bestenfalls einem einzigen Muttergewinde hergestellt werden, d. h. mit einem sehr mangelhaften"Werkzeug".
Hiezu kommt schliesslich, dass man es im vorliegenden Fall mit einem Kunststoff zu tun hat, der sich hinsichtlich Elastizitätsmodul, Temperature- ständigkeit, Kerbeffekt u. a. m. vom Metall grundlegend unterscheidet. Entgegen allen diesen Überlegungen hat sich aber gezeigt, dass es auf die erfindungsgemässe Weise möglich ist, einwandfrei haltende Schraubenbolzen in einer wirtschaftlichen, sehr zufriedenstellenden Weise herzustellen.
Zum weiteren Verständnis der vorliegenden Erfindung sei auf die schematische Zeichnung Bezug genommen, in welcher die Fig. l im Oberteil eine bisherige Bolzenverbindung und im Unterteil eine solche nach der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform darstellt. Fig. 2 ist eine Seitenansicht zu Fig. l. Die Fig. 3 und 4 zeigen im Aufriss, dieser im Mittelschnitt dargestellt, und in Draufsicht eine Mehrfachmutter und Fig. 5 zeigt im Querschnitt die Ausführungsform einer massiven Mutter in Metallspritzgussa usführung.
In Fig. l erkennt man eine Mehrzahl von durch Ankerbolzen 1 axial zusammengehaltenen Elementen 2, die beispielsweise einzelne Schalter einer Schalterflucht sein mögen, wobei die Einzelschalter
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nockenbetätigt sein können. Die Schalterwelle ist zentral angeordnet, aber nicht dargestellt, weil Auf bau und Wirkungsweise derartiger Schalter wohl bekannt sind. Der Bolzen 1 greift in eine Mutter 3, die in einer Vertiefung 4 der Endfläche angeordnet ist und auf Grund der aus Fig. 2 ersichtlichen Umrissform drehungssicher im Gehäuse sitzt.
Gemäss der Erfindung ist diese Mutter nunmehr, wie die untere Hälfte der Fig. 1 ersichtlich macht, ein Blechplättchen 6, das umgebogene Ränder 7 besitzen könnte, mit denen es sich in der ihm zugeordneten Vertiefung 8 drehungssicher abstützt. Durch im Lochrand des Plättchens vorgesehene Einschnitte 9 (vgl. Fig. 2) sind Lappen 11 und 12 gebildet, die nach oben und unten um das gleiche Mass aus der Blechebene herausgebogen, bereits eine einfache, für den vorliegenden Zweck aber voll ausreichende Mutter bilden, mit der man auf die vorhin beschriebene Art einen Bolzen 14 mit Bolzengewinde versehen kann.
Zu bemerken ist hier, dass die das Bolzengewinde herstellenden Lappen im Verein mit dem Laibungsrand des Loches keineswegs einer sorgfältigen Formgebung bedtirfen, indem es durchaus nicht nötig ist, dass diese Flächenbereiche, wie dies theoretisch nötig wäre, nach einer Schraubenlinie orientiert sind ; wie es auch nicht nötig ist, dass die mit dem Bolzen 14 zusammenarbeitenden Flächen irgend- welche schneidende Eigenschaften haben müssen ; es hat sich nämlich gezeigt, dass sich ein Bolzen aus einem zähharten, mässig plastischen Material als dessen klassischer Vertreter hier ein Superpolyamidkunststoff genannt sei, auf die hier dargestellte Art, einwandfrei mit einem Gewinde versehen lässt, das in jeder Hinsicht festigkeitsmässig befriedigt, selbsthemmend ist und, was besonders wichtig ist, keinerlei Kerbeffekte zeigt.
Zweckmässig ist es, wenn man das Bolzenende, das mit Gewinde zu versehen ist, etwas konisch anspitzt, wie dies bei 15 angedeutet ist.
Die Fig. S, 4 zeigen, auf welche Weise man eine Mehrzahl solcher "Muttern", hier deren vier, in einem Ankerplättchen 16 unterbringen kann, das alsdann frei auf dem Gehäuse des Apparates aufliegen kann, weil eine Drehungssicherung hier, im Gegensatz zur Ausführung nach Fig. 1, 2, 110 das Plättchen in einer Vertiefung 8 untergebracht ist, nicht erforderlich ist. Eine solche aus den Fig. 3,4 ersichtliche Platte ist ein einfacher Stanzteil.
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Mutter nach Fig. 5 mit einem Gewinde 18 versehen, das nicht ganz einen vollständigen Gewindegang umfasst.
Dadurch wird es möglich, die Herstellung der Mutter sehr zu vereinfachen, indem man die Mutter unter Verwendung zweier in einer Form verschiebbarer Dorne 19 und 20 formen kann ; diese Dorne sind axial aus der Mutter herausziehbar, was bedeutet, dass man eine solche Mutter nach ihrer Herstellung durch Spritzguss nicht mehr von einem Dorn abdrehen muss ; diese Abdrehbewegung ist ja in der Tat einer der gewichtigsten herstellungstechnischen Einwände gegen jegliche Muttern, die ein Gewinde aufweisen, das sich über mehrere Gänge erstreckt. Eine solche aus Fig. 5 ersichtliche, nicht einmal ganz eingängige Mutter kann nun, was ebenfalls überraschend ist, in Verbindung mit einem glatten, aus einem zähen. Kunststoff bestehenden Bolzen mit sehr gutem Erfolg verwendet werden.
Die vorliegende Bolzen- und Mutter-Verbindung ist in einem einwandfreien Masse selbsthemmend.
Dies kann zum Teil damit erklärt werden, dass der zur Verwendung kommende Kunststoff auch in kaltem Zustande mässig plastisch und elastisch ist, so dass sich die Gewindeflanken des Bolzens und der Mutter über das gesamte Profil dauernd satt berühren, u. zw. auch dann, wenn, wie früher erläutert, die das Gewinde des Bolzens herstellenden Teile der Mutter keineswegs die Form eines Gewindes im Sinne der diesbezüglichen geometrischen Definition besitzen, sondern dieser Definition nur in grober Annäherung genügen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Nach Art von Bolzen und Mutter beschaffenes zugbeanspruchtes Konstruktionselement für elektrische Geräte. insbesondere Schalter, wobei der Bolzen aus einem zähen, zugfesten Kunststoff, etwa nach Art eines Polyamids oder Superpolyamids besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der an sich gewindelos ausgeführte Bolzen mit einer Mutter zusammenwirkt, welche das Bolzengewinde erst beim Einschrauben des glatten Bolzens in sie durch eine Verformung des Bolzens schafft.