DE102005041586A1

DE102005041586A1 - Gewindefurchende Schraube

Info

Publication number: DE102005041586A1
Application number: DE102005041586A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr. Friederich; Michael Achenbach
Original assignee: Ejot GmbH and Co KG
Current assignee: Ejot GmbH and Co KG
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-03-08
Also published as: WO2007025736A3; WO2007025736A2

Abstract

Gewindefurchende Schraube mit Vorsprüngen auf ihrem Gewinde, deren Rückflanke vom Gewindeanfang her mit von ihr abstehenden Vorsprüngen versehen ist und deren Lastflanke eine durchgehende glatte Fläche bildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine gewindefurchende Schraube mit Vorsprüngen auf ihrem Gewinde.

Schrauben mit derartigen Vorsprüngen sind im Stand der Technik in großer Zahl vorhanden. Beispielsweise handelt es sich dabei um Schrauben, die auf ihrer Lastflanke (dem Schraubenkopf zugewandte Flanke) mit Vorsprüngen versehen sind, die so gestaltet sind, dass sie dem Rückdrehen einer eingedrehten Schraube einen besonders großen Widerstand entgegen setzen (siehe DE 299 06 105 U1 Ausschraubnocken 8, japanische Patentanmeldung 09144733 Vorsprung 5). Weiterhin gibt es auf beiden Seiten des Gewindeganges (Lastflanke und gegenüberliegende Rückflanke) vorgesehene Vorsprünge, die sowohl beim Eindrehen das Gewindefurchen erleichtern als auch das Ausdrehen erschweren ( DE 197 24 052 A1 Vorsprünge gemäß Kurzauszug, DE 42 06 440 A1 Stufen im Gewindegang, OS 27 03 433 Wülste oder Höcker auf beiden Seiten des Gewindeganges). Diese vielfältigen Gestaltungen sind auf ein verbessertes Gewindefurchen und gegebenenfalls erschwertes Rückdrehen abgestellt, d.h. auf die mit der jeweiligen Schraube im Zusammenhang stehenden Drehvorgänge. Sie berücksichtigen also den Zustand und die auf eine derartige Schraube wirkenden Kräfte im Zustand der angezogenen Schraube, wenn diese vollständig eingedreht und dabei entsprechend einer Dauerbelastung unterworfen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gewindefurchende Schraube mit Vorsprüngen auf ihren Flanken so zu gestalten, dass sich einerseits beim Eindrehen das Gewinde mit günstigem Kraftaufwand furcht und andererseits im angezo genen Zustand besonders hohen axialen Belastungen (Vorspannkraft) widerstehen kann. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, dass ihre Rückflanke vom Gewindeanfang her mit von ihr abstehenden Vorsprüngen versehen ist und ihre Lastflanke eine durchgehende glatte Fläche bildet.

Aufgrund dieser Gestaltung können die Vorsprünge, die von der Rückflanke abstehen, beim Eindrehen der Schraube in ein Mutterstück durch die dabei führenden Vorsprünge das Gewinde in günstiger Weise einfurchen, weil die Rückflanke die dabei führende Seite der Schraube bildet. Im angezogenen Zustand liegt die durchgehend glatte Fläche der Lastflanke gegen die entsprechende Flanke des gefurchten Muttergewindes satt an, wird also nicht durch die gemäß dem Stand der Technik auf dieser Seite vorgesehenen Vorsprünge hinsichtlich der durch diese erzeugten Flächenpressung ungünstig beeinflusst, da nämlich bei axialer Belastung der angezogenen Schraube diese gemäß dem Stand der Technik die von ihrer Lastflanke her abstehenden Vorsprünge in das Material des Mutterstücks eindrückt, was zu einer örtlichen Steigerung der Flächenpressung im Muttergewinde führt und damit die der Schraube zumutbare Vorspannkraft entsprechend verringert.

Die Vorsprünge kann man insbesondere hinsichtlich ihrer radialen Länge verschieden gestalten. So ist es möglich, die Vorsprünge so zu gestalten, dass sie sich über die Gewindegangspitzen erstrecken. Weiterhin können die Vorsprünge auch so kurz ausgebildet sein, dass sie sich nur über einen Teil der Rückflanke radial erstrecken.

Die Anzahl der Vorsprünge längs eines Gewindeganges über 360° lässt sich in verschiedener Zahl vorsehen. So können z.B. über den Bereich von 360° mindestens zwei Vorsprünge vorgesehen sein, was bedeutet, dass natürlich auch wesentlich mehr Vorsprünge über die 360° verteilt sind.

Hinsichtlich der axialen Längserstreckung des Bereichs mit den Vorsprüngen ist es möglich, dass das Gewinde über seine volle Länge, also über seine gesamte Erstreckung, mit Vorsprüngen versehen ist. Es ist aber auch möglich, das Gewinde nur über einen Teil seiner Länge mit den Vorsprüngen zu versehen.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, es zeigen:
1 eine gewindefurchende Schraube mit über die volle Länge ihres Gewindes vorgesehenen Vorsprüngen;
2 einen Ausschnitt aus dem Gewinde mit Vorsprüngen in vergrößerter Darstellung;
3 einen Querschnitt durch einen Gewindegang längs des Schnittes III-III aus 2;
4 einen Schnitt durch die Schraube gemäß 1 längs des Schnittes IV-IV;
5 einen Ausschnitt aus einem Gewinde ähnlich demjenigen gemäß 1, allerdings mit Vorsprüngen in vergrößerter Darstellung, die sich nur über einen Teil der Rückflanken erstrecken;
6 einen Schnitt durch eine Flanke aus 5 gemäß der dortigen Schnittlinie VI-VI;
7 eine gewindeformende Schraube, bei der das Gewinde nur über einen Teil seiner Länge mit den Vorsprüngen versehen ist;
8a eine Abwandlung der Formgebung der Vorsprünge gemäß den 1 und 2 mit einer Wölbung;
8b eine weitere Abwandlung der Formgebung der Vorsprünge gemäß den 1 und 2 mit einseitiger gewölbter Furchkante;
8c eine weitere Abwandlung einer Gestaltung der Vorsprünge, bei der die Ecken der Vorsprünge nur einseitig mit Kanten versehen sind.
In der 1 ist eine gewindefurchende Schraube 1 mit dem Schraubenkopf 2 und dem Schaft 3 dargestellt, der im Wesentlichen über seine gesamte Länge mit dem Gewinde 4 versehen ist. Das Gewinde ist über seine gesamte axiale Länge mit den abstehenden Vorsprüngen 5 versehen. Wenn diese Schraube in ein Loch eines Mutterstücks eingedreht wird, dann furcht das Gewinde 4 der Schraube 1 mit ihrem Anfangsgang 6 ein Muttergewinde, das dann entsprechend des sich etwas vergrößernden Durchmessers des Schraubenschaftes 3 aufgeweitet wird und schließlich mit dem Gewinde, wie es in Richtung zum von Gewinde freigelassenen Teil des Schaftes 3 reicht, eingefurcht ist.
Die Gestalt der abstehenden Vorsprünge 5 geht deutlicher aus der 2 hervor, in der die Gewindegänge 7 und die Vorsprünge 5 vergrößert dargestellt sind. 2 zeigt, dass die Vorsprünge 5 nur auf der Rückflanke 8 der Gewindegänge 7 vorgesehen sind, während die gegenüber liegende Lastflanke 9 jedes Gewindeganges eine durchgehend glatte Fläche bildet, die also von keinem Vorsprung unterbrochen ist. Demgemäß kann die Lastflanke 9 erhebliche axiale Kräfte, die auf die Schraube im angezogenen Zustand wirken, aufnehmen. Die auf der Rückflanke 8 angeordneten Vorsprünge 5 sorgen beim Eindrehen der Schraube in ein Mutterstück dafür, dass die Vorsprünge das Einfurchen durch verbessertes Wegdrücken des betreffenden Materials in dem Mutterstück wesentlich erleichtern. Der in 2 eingezeichnete Pfeil weist zum Schraubenkopf 2 hin.
In der 3 ist ein Querschnitt längs der Linie III-III aus 2 dargestellt, aus der hervorgeht, wie sich der Vorsprung 5 (straffiert gezeichnet) über den betreffenden Gewindegang 7 erstreckt. Der Vorsprung 5 liegt gewissermaßen auf der gesamten Fläche der Rückflanke 8 auf und erstreckt sich über die Gewindespitze 10, so dass sich ein Vorsprung 5 ergibt, der sich vom Gewindegrund 11 bis über die Gewindespitze 10 erstreckt.
Aus der Schnittdarstellung gemäß 4, die einen Schnitt längs der Linie IV-IV aus 1 zeigt, ist ersichtlich, dass die in der 1 dargestellte Schraube 1 pro Gewindegang, also über 360°, mit drei Vorsprüngen 5, 5' und 5'' versehen ist, was über die gesamte Länge des Gewindes der Schraube 1 gilt. Es ist aber natürlich möglich, weniger oder mehr Vorsprünge pro Gewindegang vorzusehen. Bei der Schnittdarstellung gemäß 4 ist der Blick auf die Rückflanke 8 gerichtet.
Wenn für eine gewindefurchende Schraube nach Art der hier behandelten Schraube ein geringeres Eindrehmoment verlangt wird, dann werden die Vorsprünge verkürzt, was anhand der 5 und 6 dargestellt ist.
Die 5 zeigt, ähnlich der Gestaltung gemäß 2, in vergrößerter Darstellung die Vorsprünge 12, die lediglich auf der jeweiligen Rückflanke 13 des dargestellten Gewindes 16 angeordnet sind, nicht aber über die Gewindespitze 14 hinausragen. Außerdem reichen die Vorsprünge 12 auch nicht bis zum Gewindegrund 15. Hierzu sei auf die 6 verwiesen, in der ein Gewindegang 16 im Schnitt längs der Linie VI-VI aus 5 dargestellt ist, an dem an der Rückflanke 13 der Vorsprung 12 gestrichelt gezeichnet dargestellt ist. Der in 5 eingezeichnete Pfeil weist zum Schraubenkopf 2 hin.
Bei einem Vergleich der einander entsprechenden 3 und 6 zeigt sich, dass bei jeweils gleicher Höhe h1 eines Gewindeganges 7/16 und gleicher Breite der Gewindespitze b1 (10/14) jeweils ein großer Vorsprung 5 (3) bzw. kleinerer Vorsprung 12 (6) vorgesehen ist, so dass sich bei dem größeren Vorsprung 5 eine geringere Breite b3 (3) gegenüber der Gewindebreite b2 gemäß 6 ergibt, was für das Eindrehen der Schraube in ein Mutterstück bedeutsam ist.
In den beiden dargestellten Ausführungsformen gemäß 1/2/3 und 5/6 existiert eine Lastflanke 9, die eine durchgehend glatte Fläche bildet, so dass über diese Fläche eine hohe Vorspannkraft aufgenommen werden kann.
In der 7 ist eine Variante der Gestaltung gemäß 1 dargestellt, bei der es sich darum handelt, das Gewinde 4 nur über seinen anfänglichen Teil (abgewandt vom Kopf 2) mit Vorsprüngen 18 zu versehen, die sich vom Anfang 19 des Gewindes 4 (abgewandt vom Kopf 2) erstrecken. Hierdurch erreicht man, dass für das Einfurchen eines Gewindes mit den ersten Gewindegängen einer solchen Schraube sofort die dort angeordneten Vorsprünge 18 zur Erleichterung des Einfurchens zur Wirkung kommen.
In den 8a, b und c sind Varianten der Gestaltung der Vorsprünge dargestellt, die im Prinzip den Vorsprüngen gemäß den 5 und 6 entsprechen.
Gemäß 8a weist die Rückflanke 8 den Vorsprung 20 auf, der im Bereich der Gewindespitze 21 in Richtung zum Gewindeende axial vorgewölbt ist. Die Vorsprünge 22 gemäß 8b springen einseitig mit der Wölbung 23 vor und bewirken so anstelle einer mehr schneidenden Verdrängung des Muttermaterials ein Wegdrücken dieses Materials beim Eindrehen der betreffenden Schraube. Die Gestaltung gemäß 8c enthält einseitig eine scharfkantige Begrenzung 24 des Vorsprungs 25, der dann ähnlich wie bei der Gestaltung gemäß 8b sanft in die Rückflanke 8 übergeht.
Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen bildet die Lastflanke 9 eine durchgehend glatte Fläche.

Claims

Gewindefurchende Schraube (1) mit Vorsprüngen auf ihrem Gewinde (4), dadurch gekennzeichnet, dass ihre Rückflanke (8) vom Gewindeanfang (19) her mit von ihr abstehenden Vorsprüngen (5, 12, 20, 22, 25) versehen ist und ihre Lastflanke (9) eine durchgehende glatte Fläche bildet.
Gewindefurchende Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (5) sich über die Gewindegangspitzen (10) erstrecken.
Gewindefurchende Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (12) sich über einen Teil der Rückflanke (13) radial erstrecken.
Gewindefurchende Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über einen Bereich von 360° des Gewindeganges mindestens zwei Vorsprünge (5) vorgesehen sind.
Gewindefurchende Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (4) über seine volle Länge mit den Vorsprüngen (5) versehen ist.
Gewindefurchende Schraube nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (4) über einen Teil seiner Länge mit den Vorsprüngen (18) versehen ist.