DE102007054513B4 - Bolting of two components by means of a differential screw having a screw element - Google Patents
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Abstract
Verschraubung (1) von zwei Bauteilen mittels eines ein Differentialgewinde aufweisenden Schraubelements (4), wobei das eine, erste Bauteil (2) ein erstes Innengewinde (9) mit der Steigung Paufweist, wobei das andere, zweite Bauteil (3) ein zum ersten Innengewinde (9) des ersten Bauteils (2) axial fluchtendes, zweites Innengewinde (14) mit der Steigung Paufweist, wobei in das erste und zweite Innengewinde (9,14) des ersten und zweiten Bauteils (2,3) das Schraubelement (4) eingeschraubt ist, das als Schraubbolzen (5) mit einer Schraubhülse (6) ausgebildet ist und der Schraubbolzen (5) ein erstes Außengewinde (8) mit der Steigung P' aufweist und axial versetzt zum genannten ersten Außengewinde (8) die Schraubhülse (6) trägt, die ein Hülsenaußengewinde (13) mit der Steigung P' aufweist, das in das zweite Innengewinde (14) des zweiten Bauteils (3) geschraubt ist, wobei die Schraubhülse (6) ein Hülseninnengewinde (12) mit der Steigung Pund der Schraubbolzen (5) ein Bolzenaußengewinde (11) mit der Steigung Paufweisen und Hülseninnengewinde (12) und Bolzenaußengewinde (11) miteinander verschraubt sind, und wobei die Steigungen Pund Pkleiner oder größer als die Steigungen Pund P' sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung Pdes zweiten Innengewindes (14) gleich groß ist wie die Steigung Pdes ersten Innengewindes (9).Screw connection (1) of two components by means of a threaded element having a differential thread (4), wherein the one, first component (2) has a first internal thread (9) with the pitch P, wherein the other, second component (3) to the first internal thread (9) of the first component (2) has axially aligned, second internal thread (14) with the pitch Pauf, wherein in the first and second internal thread (9,14) of the first and second component (2,3), the screw (4) screwed is, which is designed as a screw bolt (5) with a screw sleeve (6) and the screw bolt (5) has a first external thread (8) with the pitch P 'and axially offset from said first external thread (8) carries the screw sleeve (6) , which has a sleeve outer thread (13) with the pitch P ', which is screwed into the second internal thread (14) of the second component (3), the screw sleeve (6) having a sleeve inner thread (12) with the pitch P and the bolt (5 ) a bolt external thread de (11) with the pitch Paufweisen and sleeve inner thread (12) and bolt outer thread (11) are screwed together, and wherein the slopes P and P are smaller or larger than the pitches P and P ', characterized in that the pitch P of the second internal thread (14) is the same size as the pitch Pdes first internal thread (9).
Description
Die Erfindung betrifft eine Verschraubung von zwei Bauteilen mittels eines ein Differenzialgewinde aufweisenden Schraubelements gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Schraubelement für eine solche Verschraubung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a screw connection of two components by means of a differential screw having a screw element according to the preamble of claim 1, and a screw for such a screw according to the preamble of claim. 9
Differenzialverschraubungen zur Verschraubung von zwei Bauteilen sind prinzipiell bekannt. Ihr Wirkprinzip besteht darin, dass ein Schraubbolzen zwei unterschiedliche Gewindesteigungen aufweist, sodass im Zuge des Verschraubens eine Verspannung zwischen diesen beiden Gewindeabschnitten des Bolzens auftritt und sich der Bolzen in diesen Gewindeabschnitten jeweils in den Gewindeflanken abstützt, so dass eine Abstützung über einen Schraubenkopf oder ähnliche Ausbildungen nicht erforderlich ist. Beispielsweise ist aus der
Die
Aus der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschraubung von zwei Bauteilen mittels eines ein Differenzialgewinde aufweisenden Schraubelements bereitzustellen, das die zuvor genannten Nachteile vermeidet und insbesondere bei bereits aufeinanderliegenden Bauteilen eingeschraubt werden kann.The object of the invention is to provide a screw connection of two components by means of a differential thread having a screw member which avoids the aforementioned disadvantages and in particular can be screwed in already superimposed components.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil der Ansprüche 1 und 9 gelöst.This object is achieved by the features in the characterizing part of claims 1 and 9.
Gegeben sind also zwei Bauteile, die miteinander zu verschrauben sind, beispielsweise ein zuunterst liegendes, erstes Bauteil. Dieses weist ein erstes Innengewinde mit der Steigung
In einer Ausführungsform der Erfindung ist der Durchmesser des ersten Außengewindes im Wesentlichen gleich dem Durchmesser des Hülsenaußengewindes. In diesem Fall können die Innengewinde von im Wesentlichen gleichen Durchmesser sein, sodass eine wahlfreie Anordnung der zu verschraubenden Bauteile möglich ist.In one embodiment of the invention, the diameter of the first external thread is substantially equal to the diameter of the sleeve external thread. In this case, the internal threads can be of substantially the same diameter, so that an optional arrangement of the components to be screwed is possible.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Durchmesser des ersten Außengewindes kleiner als der Durchmesser des Hülsenaußengewindes. In diesem Fall ist der Durchmesser des zweiten Innengewindes (im zweiten Bauteil), das mit der Schraubenhülse korrespondiert, größer, sodass die Anordnung der Bauteile nicht wahlfrei ist, sondern das erste Bauteil unter dem zweiten Bauteil angeordnet sein muss. Diese Anordnung erlaubt aber beispielsweise die im Wesentlichen durchmessergleiche Ausbildung des Schraubbolzens sowie ein besonders leichtes Einführen des Schraubelements in die axial fluchtenden Innengewinde der Bauteile, da das durchmesserkleinere erste Außengewinde durch das durchmessergrößere zweite Außengewinde problemlos durchgesteckt werden kann. In a further embodiment, the diameter of the first external thread is smaller than the diameter of the sleeve outer thread. In this case, the diameter of the second internal thread (in the second component), which corresponds to the screw sleeve, is larger, so that the arrangement of the components is not optional, but the first component must be arranged under the second component. However, this arrangement allows, for example, the substantially same diameter configuration of the bolt and a particularly easy insertion of the screw in the axially aligned internal thread of the components, since the smaller-diameter first external thread can be easily inserted through the larger diameter second external thread.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Verschraubung eine Versenkverschraubung. Unter Versenkverschraubung wird hierbei verstanden, dass nach Durchführung der Verschraubung das Schraubelement nicht mehr aus den Bauelementen herausragt, sondern vollständig in diese eingebracht ist, beispielsweise die Schraubhülse in dem zweiten Innengewinde verfängt, ohne dass das erste Außengewinde des Schraubbolzens aus dem ersten Bauteil herausragt. Hierdurch lassen sich bauraumsparende Verschraubungen sehr leicht ausführen. Insbesondere muss gerade bei bewegten Bauteilen, die verschraubt werden sollen, nicht auf Bewegungsfreiraum für überstehende Schraubköpfe Rücksicht genommen werden.In a further preferred embodiment, the screw is a countersunk fitting. Under counter screw is understood here that after performing the screw, the screw no longer protruding from the components, but is completely introduced into this, for example, the threaded sleeve in the second internal thread caught without the first external thread of the bolt protruding from the first component. As a result, space-saving screwed connections can be carried out very easily. Especially with moving components that are to be screwed, not on freedom of movement for protruding screw heads must be taken into account.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Schraubhülse und Schraubbolzen, insbesondere im Bereich des Bolzenaußengewinde und des Hülseninnengewindes, ein drehmomentabhängiges Sperrlösemittel vorgesehen. Hiermit ist gemeint, dass das Bolzenaußengewinde und das Hülseninnengewinde hinsichtlich einer Relativverdrehung der Schraubhülse zum Schraubbolzen über das Sperrlösemittel gesichert werden. Ein Verdrehen der Schraubhülse auf dem Schraubbolzen ist nur bei Öffnen des Sperrlösemittels möglich. Dieses Öffnen erfolgt drehmomentabhängig. Dies bedeutet, dass die Schraubhülse auf dem Schraubbolzen solange gesperrt und arretiert ist, bis im Zuge der Verschraubung ein bestimmtes Drehmoment aufgebracht wird, das beispielsweise als Positioniermoment angesehen werden kann. Bei Aufbringung des Positioniermoments öffnet sich das Sperrlösemittel, sodass die Relativverdrehung der Schraubhülse zum Schraubbolzen möglich wird und über das vorstehend beschriebene Differenzialgewinde die Verspannung zwischen dem ersten Außengewinde des Schraubbolzens und dem Hülsenaußengewinde, jeweils vom ersten Innengewinde des ersten Bauteils beziehungsweise vom zweiten Innengewinde des zweiten Bauteils abgestützt, beginnt.In a particularly preferred embodiment, a torque-dependent locking release means is provided between the screw sleeve and the screw bolt, in particular in the area of the bolt outer thread and the sleeve internal thread. By this is meant that the bolt outer thread and the sleeve inner thread are secured with respect to a relative rotation of the screw to the bolt on the locking solvent. A twisting of the screw on the bolt is only possible when opening the Sperrlösemittels. This opening is dependent on the torque. This means that the screw on the bolt is locked and locked until a certain torque is applied in the course of screwing, which can be considered, for example, as positioning. Upon application of the positioning, the locking release opens, so that the relative rotation of the screw to the bolt is possible and via the differential thread described above the tension between the first external thread of the bolt and the sleeve outer thread, respectively from the first internal thread of the first component and the second internal thread of the second component supported, begins.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sperrlösemittel eine Verklemmung oder eine Verklebung. Die Schraubhülse ist demzufolge auf dem Schraubbolzen im Bereich des Bolzenaußengewindes verklemmt oder verklebt. Eine Verklemmung lässt sich durch eine beispielsweise leicht ovale Ausbildung des Hülseninnengewindes bewirken oder durch andere, einer Verformung unterliegenden Ausbildungen. Eine Verklebung kann einfach mittels aus dem Stand der Technik bekannter Klebstoffe hergestellt werden.In a preferred embodiment, the barrier solvent is a jam or a bond. The screw is therefore clamped or glued to the bolt in the area of the bolt outer thread. A jamming can be effected by an example slightly oval training of the sleeve inner thread or by other, a deformation underlying training. Bonding may be readily accomplished by means of adhesives known in the art.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Sperrlösemittel während des Verschraubens durch Anschlagen der Schraubhülse an eine an einem Bauteil, insbesondere am zweiten Bauteil, vorgesehenen Raste oder Verjüngung gelöst. Zur Aufbringung des vorstehend beschriebenen Positioniermoments muss ein Drehmoment aufgebracht werden, das zwischen dem Schraubbolzen und der Schraubhülse wirkt, nämlich das Positioniermoment. Zur Aufbringung dieses Drehmoments ist in einfacher und vorteilhafter Weise eine Raste oder eine Verjüngung im Bereich des zweiten Bauteils vorgesehen, also dort, wo das Schraubelement mit der Schraubhülse eingebracht wird. Diese Raste kann beispielsweise darin bestehen, dass das zweite Innengewinde, das am zweiten Bauelement eingebracht ist, endet, und lediglich noch ein Durchmesser vorhanden ist, der zum Durchstecken des Schraubelements tauglich ist, insbesondere dann, wenn wie vorstehend beschrieben der Durchmesser des ersten Außengewindes kleiner als der Durchmesser des Hülsenaußengewindes ist. Dies kann insbesondere auch im Übergangsbereich zwischen den Bauteilen der Fall sein, beispielsweise durch ein durchgängig durchmesserkleineres erstes Innengewinde im ersten Bauteil, so dass eine Stufe auftritt. Ein Weiterdrehen des Schraubelements im zweiten Innengewinde ist ab Anschlagen an dieses Gewindeende, das als Raste oder Verjüngung anzusehen ist, nicht mehr möglich. Wird gleichwohl der Schraubbolzen weitergedreht, kommt es zur Aufbringung eines Drehmoments, das bei Erreichen des Positioniermoments das Sperrlösemittel zwischen Schraubbolzen und Schraubhülse öffnet, also beispielsweise die Verklebung abreißt oder die von der Verklemmung aufgebrachten Kräfte zwischen Schraubhülse und Schraubbolzen überwindet. Der Schraubbolzen wird dann bei feststehender Schraubhülse weitergedreht, wobei sich durch die größere Steigung
In einer anderen Ausführungsform wird das Sperrlösemittel während des Verschraubens durch ein Anschlagen der Schraubhülse an eine im Kopfbereich des Schraubbolzens vorgesehene Raste oder Verdickung ausgelöst. Der Schraubbolzen ist hierbei derart ausgebildet, dass sich die Schraubhülse auf dem Bolzenaußengewinde nicht beliebig weit aus dem Schraubbolzen herausschrauben lässt. Vielmehr dient die im Kopfbereich des Schraubbolzens (also dem ersten Außengewinde gegenüberliegend) vorgesehene Raste oder Verdickung als Wegbegrenzung für den Schraubweg der Schraubhülse auf dem Schraubbolzen. Schlägt die Schraubhülse während der Verschraubung an dieser Wegbegrenzung an, ist ein weiteres Verdrehen nicht weiter möglich. Hierbei ist auch möglich, dass diese Wegbegrenzung durch das angreifende Schraubwerkzeug gebildet wird, also nicht dauerhaft an dem Schraubbolzen vorgesehen ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass das angreifende Werkzeug über den Durchmesser des Schraubbolzens übersteht und zumindest bereichsweise die Schraubhülse beaufschlagt.In another embodiment, the locking solvent is triggered during screwing by abutting the screw to a provided in the head region of the bolt catch or thickening. The bolt is in this case designed such that the screw on the external bolt thread can not unscrew arbitrarily far from the bolt. Rather, in the head region of the bolt (ie the first external thread opposite) provided catch or thickening serves as a travel limit for the screw of the screw on the bolt. If the screw sleeve strikes against this travel limit during the screw connection, further rotation is no longer possible. It is also possible that this travel limit is formed by the attacking screwing, so it is not permanently provided on the bolt. This can for example be done by the attacking tool projects beyond the diameter of the bolt and at least partially applied to the threaded sleeve.
Das erfindungsgemäße Schraubelement weist bevorzugt ebenfalls das bereits beschriebene, zwischen Schraubhülse und Schraubbolzen wirkende, drehmomentabhängige Sperrlösemittel auf.The screw element according to the invention preferably also has the already described, acting between the threaded sleeve and bolt, torque-dependent locking release.
In einer weiteren Ausführungsform weist der Schraubbolzen in seinem Kopfbereich eine Werkzeugaufnahme auf. Die Werkzeugaufnahme dient zum Angriff eines Schraubwerkzeugs, mittels dessen die Verschraubung durchgeführt wird. Die Werkzeugaufnahme ist bevorzugt eine formangepasste, insbesondere axiale Ausnehmung des Kopfbereichs. Hiermit ist gemeint, dass der Schraubbolzen in seinem Kopfbereich eine Ausnehmung aufweist, die axial fluchtet und der Form des zur Verschraubung vorgesehenen Werkzeuges angepasst ist. In Betracht kommen beispielsweise Torx-, Sechskant- oder andere geeignete, zur Aufbringung größerer Drehmomente geeignete Geometrien.In a further embodiment, the screw bolt has a tool holder in its head region. The tool holder serves to attack a screwing tool, by means of which the screwing is performed. The tool holder is preferably a shape-adapted, in particular axial recess of the head region. By this is meant that the bolt has in its head region a recess which is axially aligned and adapted to the shape of the tool provided for screwing. For example, torx, hexagon or other suitable geometries suitable for applying larger torques may be considered.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Werkzeugaufnahme eine formangepasste, insbesondere axiale Verlängerung des Schraubbolzens. Analog zur Ausbildung mittels einer Ausnehmung kann die Werkzeugaufnahme auch als Verlängerung des Schraubbolzens ausgebildet werden, also dergestalt, dass die dem Werkzeugangriff dienende Geometrie über den Kopfbereich des Schraubbolzens übersteht.In a further embodiment, the tool holder is a shape-adapted, in particular axial, extension of the screw bolt. Analogous to the formation by means of a recess, the tool holder can also be designed as an extension of the screw bolt, that is to say in such a way that the geometry serving for the tool engagement projects beyond the head region of the screw bolt.
In einer anderen Ausführungsform des Schraubelements ist die Werkzeugaufnahme so ausgebildet, dass bei Werkzeugangriff zur Durchführung der Verschraubung das Werkzeug zumindest bereichsweise eine Verdrehsperre für die Schraubhülse relativ zum Schraubbolzen bildet. Die Verdrehsperre wird folglich durch das Werkzeug dergestalt ausgebildet, dass die Verdrehsperre bei Entfernung des Werkzeuges wegfällt. Dies kann beispielsweise durch ein Überragen des Werkzeugs in Radialrichtung über die Werkzeugaufnahme beziehungsweise den Durchmesser des Schraubbolzens hinaus in den Bereich der Schraubhülse hinein geschehen.In another embodiment of the screw, the tool holder is formed so that at tool engagement for performing the screw the tool at least partially forms a rotation lock for the screw relative to the bolt. The rotation lock is thus formed by the tool in such a way that the rotation lock is removed when removing the tool. This can be done for example by an overhanging of the tool in the radial direction over the tool holder or the diameter of the bolt out into the region of the screw.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus Kombination derselben sowie aus der Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels.Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and combination thereof and from the description of the following embodiment.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein.The invention will be described below with reference to an embodiment, but without being limited thereto.
Es zeigt
- die Figur eine Verschraubung von zwei Bauteilen mittels eines ein Differenzialgewinde aufweisenden Schraubelements.
- the figure shows a screw connection of two components by means of a threaded element having a differential thread.
Die Figur zeigt eine Verschraubung
Zur Bewirkung der Verschraubung
Zwischen dem Schraubbolzen
Zur Ausbildung der Raste
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Verschraubungscrew
- 22
- erstes Bauteilfirst component
- 3.Third
- zweites Bauteilsecond component
- 44
- Schraubelementscrew
- 55
- Schraubbolzenbolts
- 66
- Schraubhülsethreaded
- 77
- erstes Endefirst end
- 88th
- erstes Außengewindefirst external thread
- 99
- erstes Innengewindefirst internal thread
- 1010
- Kopfbereichhead area
- 1111
- BolzenaußengewindePin external thread
- 1212
- HülseninnengewindeSleeve female thread
- 1313
- HülsenaußengewindeSleeve outer thread
- 1414
- zweites Innengewindesecond internal thread
- 1515
- Werkzeugaufnahmetool holder
- 1616
- WerkzeugTool
- 1717
- formangepasster axiale Verlängerungmating axial extension
- 1818
- gewindefreier Abschnittthread-free section
- 1919
- Stufestep
- 2020
- Rastenotch
- 2121
- BereichArea
- 2222
- KopfendenunterbereichHead of subregion
- 2323
- SperrlösemittelLock solvent
- 2424
- Verklebungbonding
Sonderpositionen
- P1
- Steigung
- P1'
- Steigung
- P2
- Steigung
- P2'
- Steigung
- Pi
- Steigung
- Pa
- Steigung
- Mp
- Positioniermoment
- P 1
- pitch
- P 1 '
- pitch
- P 2
- pitch
- P 2 '
- pitch
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- pitch
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- pitch
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- Positioniermoment
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