DE102014115984A1

DE102014115984A1 - "Plastic screw connection from a screw part with external thread and another component with internal thread"

Info

Publication number: DE102014115984A1
Application number: DE102014115984.5A
Authority: DE
Inventors: Daniel De Beer; Otfried Schwarzkopf
Original assignee: Voss Automotive GmbH
Current assignee: Voss Automotive GmbH
Priority date: 2014-11-03
Filing date: 2014-11-03
Publication date: 2016-05-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung (1) aus einem Schraubteil (10), wie einer Schraube, einer Mutter, einem Muffenteil, einem Rohrstecker, einem Rohrverbinder oder dergleichen, und einem weiteren Bauteil (20), wobei das Schraubteil (10) einen zylindrischen, aus Kunststoff bestehenden Grundkörper (12) aufweist, an dem sich ein Außengewinde (13) befindet, welches in ein Innengewinde (23) des weiteren, ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Bauteils (20) eingreift. Um mit verringertem fertigungstechnischem Aufwand, über die Lebensdauer der Verschraubung ein bestimmtes minimales Löse-Drehmoment aufrecht zu erhalten, wird vorgeschlagen, dass der Grundkörper (12) des Schraubteils (10), zumindest im Bereich seines Außengewindes (13), entweder erstens aus einem Polysulfon oder zweitens aus einem Polyphthalamid besteht, wobei zumindest das Innengewinde (23) des weiteren, ebenfalls zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Bauteils (20) im ersten Fall ebenfalls aus einem Polysulfon besteht und im zweiten Fall ebenfalls aus einem Polyphthalamid oder aus einem Polyamid, welches ein zumindest partiell aromatisches Polyamid ist, und/oder einem Polyamid mit Amidbindungen besteht, die in den Monomereinheiten des Polyamids durch sechs oder weniger kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sind.The invention relates to a screw connection (1) comprising a screw part (10), such as a screw, a nut, a sleeve part, a pipe plug, a pipe connector or the like, and a further component (20), wherein the screw part (10) has a cylindrical, consisting of plastic base body (12) on which there is an external thread (13) which engages in an internal thread (23) of the further, also made of plastic component (20). In order to maintain a certain minimum release torque with reduced production engineering effort, over the life of the screw, it is proposed that the base body (12) of the screw (10), at least in the region of its external thread (13), either firstly of a polysulfone or secondly consists of a polyphthalamide, wherein at least the internal thread (23) of the further, also at least partially made of plastic component (20) in the first case also consists of a polysulfone and in the second case also of a polyphthalamide or of a polyamide which a at least partially aromatic polyamide, and / or a polyamide having amide bonds which are separated in the monomer units of the polyamide by six or less carbon-containing functional groups.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubverbindung aus einem Schraubteil, wie einer Schraube, einer Mutter, einem Muffenteil, einem Rohrstecker, einem Rohrverbinder oder dergleichen, und einem weiteren Bauteil, wobei das Schraubteil einen zylindrischen, aus Kunststoff bestehenden Grundkörper aufweist, an dem sich ein Außengewinde befindet, welches in ein Innengewinde des weiteren, ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Bauteils eingreift.The present invention relates to a screw from a screw, such as a screw, a nut, a sleeve part, a pipe plug, a pipe connector or the like, and another component, wherein the screw member has a cylindrical, made of plastic base body to which an external thread which engages in an internal thread of the further, also made of plastic component.

Aus der WO 2009/124994 A1 ist ein Spritzgieß-Verfahren zur Herstellung eines Schraubteils mit ringförmigem Querschnitt, wie einer Schraube, einer Mutter, eines Muffenteils, eines Rohrsteckers, eines Rohrverbinder oder dergleichen, bekannt, wobei das Schraubteil einen hohlzylindrischen Grundkörper mit einem Innenkanal und mit einem Außengewinde auf der Grundkörper-Wandung aufweist. Gemäß diesem Verfahren ist vorgesehen, dass zur Herstellung eines Schraubteils das Einspritzen einer polymeren faserhaltigen Masse in eine Kavität eines Spritzgießwerkzeugs durch mindestens zwei Einspritzöffnungen derart erfolgt, dass sich die Fasern vorwiegend entsprechend den Hauptbeanspruchungsrichtungen axialer Zug und Torsion des Schraubteils ausrichten. Dadurch wird eine optimal hohe Festigkeit des Schraubteils einerseits im Hinblick auf den Vorgang seines Verschraubens mit einem weiteren Bauteil, wenn an Schlüsselflächen in einem Werkzeugangriffbereich ein Schraubwerkzeug angreift, und andererseits im Hinblick auf insbesondere im Betriebszustand auftretende Zugspannungen erreicht. Durch die Torsionsfestigkeit wird dabei ein Einschraubdrehmoment bestimmt, das maximal auf das Schraubteil aufgebracht werden kann, ohne dass dieses zerstört wird.From the WO 2009/124994 A1 is an injection molding method for producing a screw with an annular cross-section, such as a screw, a nut, a sleeve part, a pipe plug, a pipe connector or the like, known, said screw a hollow cylindrical body with an inner channel and with an external thread on the body Wall has. According to this method, it is provided that, for the production of a screw part, the injection of a polymeric fiber-containing mass into a cavity of an injection mold takes place through at least two injection openings in such a way that the fibers align themselves predominantly according to the main stress directions of axial tension and torsion of the screw part. As a result, an optimally high strength of the screw part on the one hand with regard to the process of its screwing with another component, when a wrench engages on key surfaces in a tool engagement region, and on the other hand with respect to tensile stresses occurring in particular in the operating state. Due to the torsional strength while a screw-in torque is determined, which can be applied to the maximum extent on the screw without this being destroyed.

Aus der DE 10 2010 010 651 A1 ist ein ähnliches Schraubteil bekannt. Bei diesem Schraubteil sind einerseits der Grundkörper sowie andererseits eine Umfangsdichtung und/oder eine Gewindesicherung aus unterschiedlichen polymeren Werkstoffen in einem Mehrkomponenten-Spritzgießverfahren geformt und miteinander verbunden. Dadurch kann das Schraubteil vorteilhafterweise komplett in einer einzigen Fertigungsmaschine bzw. Form gespritzt werden. In technologisch vorteilhafter Weise kann zur formangepassten Aufnahme einer Gewindesicherung in dem Grundkörper beim Spritzgießen des Schraubteils eine, insbesondere axial verlaufende, Nut spanlos geformt werden, deren Tiefe etwa genauso groß wie die Höhe der Gewindesicherung, vorzugsweise jedoch geringfügig kleiner ist, so dass die Gewindesicherung über die Flanken des Gewindes hinaussteht. In bestimmten Ausführungsformen des bekannten Schraubteils kann der jeweilige Nutverlauf die Gewindegänge in unterschiedlichem Winkel kreuzen oder parallel zu den Gewindegängen verlaufen. Des Weiteren ist es möglich, dass der jeweilige Verlauf der Nut und der Gewindesicherung im Grundkörper des Schraubteils in oder entgegen einer Eindrehrichtung des Schraubteils gerichtet ist. Durch die entsprechende Richtungs- und Winkelwahl kann dabei mit Vorteil die Größe eines Losdrehmomentes des Schraubteils eingestellt werden.From the DE 10 2010 010 651 A1 is a similar screw known. In this screw part, on the one hand, the base body and, on the other hand, a circumferential seal and / or a thread lock made of different polymeric materials are shaped and joined together in a multi-component injection molding process. As a result, the screw can advantageously be sprayed completely in a single production machine or mold. In technologically advantageous manner, for form-fitting receiving a thread lock in the base during injection molding of the screw, a, in particular axially extending, groove are formed without cutting whose depth is about the same size as the height of the thread lock, but preferably slightly smaller, so that the thread lock on the flanks of the thread protrudes. In certain embodiments of the known screw part of the respective Nutverlauf can cross the threads at different angles or run parallel to the threads. Furthermore, it is possible that the respective course of the groove and the thread lock in the main body of the screw is directed in or against a screwing of the screw. By appropriate direction and angle selection can be adjusted with advantage the size of a loosening torque of the screw.

Außerdem ist aus der WO 2013/092234 A1 ein ähnliches Schraubteil bekannt. Dieses Dokument beschreibt ein hohlzylindrisches Schraubteil und ein Verfahren zu seiner Herstellung, durch das bei technologisch einfacher Durchführbarkeit das Schraubteil mit erhöhter Festigkeit, insbesondere mit erhöhter axialer Zugfestigkeit, herstellbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass das Einspritzen einer faserhaltigen plastifizierten polymeren Masse radial durch mindestens eine Einspritzöffnung aus dem Innenkanal nach außen in einem Abschnitt oder in einem Bereich eines Abschnitts erfolgt, der nicht der Anlage einer Umfangsdichtung oder der Halterung und/oder Arretierung eines in das Schraubteil einführbaren Steckerteils dient. Stattdessen kann die Einspritzöffnung bevorzugt in einem Bereich liegen, der zwischen einem Dicht- und einem Haltebereich oder zwischen zwei Haltebereichen liegt. Insbesondere kann das Einspritzen in einem Abschnitt des Grundkörpers erfolgen, in dem die Wand des Grundkörpers eine maximale Wandstärke aufweist, wie z. B. in einem zylindrisch ausgebildeten Abschnitt des Grundkörpers, der zur Stützung und/oder Führung des Steckerteils dient, oder in einem radial aufgeweiteten, besonders bevorzugt als Scheibe ausgelegtem Flanschansatz, der eine Außenkontur mit Schlüsselflächen zum manuellen Angriff oder zum Angriff eines Schraubwerkzeugs aufweist.Moreover, from the WO 2013/092234 A1 a similar screw known. This document describes a hollow cylindrical screw member and a method for its production by which the screw member with increased strength, in particular with increased axial tensile strength, can be produced with technologically simple feasibility. It is envisaged that the injection of a fibrous plasticized polymeric mass radially through at least one injection port from the inner channel to the outside in a portion or in a portion of a section, not the investment of a peripheral seal or the holder and / or locking one in the screw insertable plug part is used. Instead, the injection opening may preferably lie in a region which lies between a sealing and a holding region or between two holding regions. In particular, the injection can take place in a portion of the base body in which the wall of the base body has a maximum wall thickness, such. B. in a cylindrically shaped portion of the body, which serves to support and / or leadership of the male part, or in a radially expanded, particularly preferably designed as a disc flange approach, which has an outer contour with key surfaces for manual attack or attack a screwing.

Den genannten Schraubteilen ist gemeinsam, dass zu ihrer Montage in der Regel Drehmomentschlüssel eingesetzt werden, mit denen ein definiertes Anzugsmoment auf das Schraubteil ausgeübt werden kann, damit das jeweilige Einschraubdrehmoment unterhalb einer bestimmten „Festigkeitsgrenze”, wie eines Abrissmoments oder eines Verformungsdrehmoments, des Schraubteils bleibt. Insbesondere wird das Einschraubdrehmoment derart gewählt, dass keine bleibenden Beschädigungen, aber auch keine Verformungen entstehen können, die z. B. die Montage eines Steckerteils beeinträchtigen können.The said screw parts have in common that for their assembly usually torque wrenches are used with which a defined torque can be applied to the screw so that the respective screwing below a certain "strength limit", such as a demolition torque or a deformation torque, the screw remains , In particular, the screwing torque is chosen such that no lasting damage, but also no deformations can occur, the z. B. can affect the installation of a connector part.

Die bekannten Schraubteile werden dabei unter anderem gegenwärtig, beispielsweise in Druckluftbremsen, als Einschraubadapter eingesetzt und vorwiegend in metallische, wie aus Aluminium, Stahl, Messing usw. bestehende, Bauteile eingeschraubt, wobei diese Werkstoffe teilweise beschichtet sind.The known screw parts are currently used, for example in compressed air brakes, as Einschraubadapter and mainly in metallic, such as aluminum, steel, brass, etc., screwed components, these materials are partially coated.

Ausgehend von dem vorgegebenen Einschraubdrehmoment, welches für den vorstehend genannten Einsatzfall beispielsweise im Bereich von 10 Nm bis 17 Nm liegen kann, ist dabei zu fordern, dass über die Lebensdauer der Verschraubung ein gewisses minimales Drehmoment erhalten bleibt, welches ein Lösen der Verbindung verhindert. Dieses Losdrehmoment sollte bei einer Anwendung der Schraubverbindung in einer Druckluftbremse wenigstens noch im Bereich von 2 Nm bis 3 Nm, vorzugsweise in einem Bereich bis zu mindestens 5 Nm, liegen. Insbesondere dann, wenn das weitere Bauteil – so, wie auch das Schaubteil – aus Kunststoff besteht, kann diese Forderung jedoch oftmals nicht erfüllt werden. Zwar kann dem durch die aus der DE 10 2010 010 651 A1 bekannte Gewindesicherung effizient entgegen gewirkt werden, jedoch stellt eine solche Gewindesicherung ein zusätzliches Bauteil dar, durch welches ein erhöhter Fertigungsaufwand notwendig wird. Starting from the given screw-in torque, which may be, for example, in the range of 10 Nm to 17 Nm for the application mentioned above, it is to be claimed that a certain minimum torque is maintained over the service life of the screw connection, which prevents the connection from loosening. This loosening torque should be at least still in the range of 2 Nm to 3 Nm, preferably in a range up to at least 5 Nm when using the screw in an air brake. In particular, when the other component - as well as the Schaubteil - made of plastic, this requirement can often not be met. Although that can by the from the DE 10 2010 010 651 A1 However, such a thread lock represents an additional component through which an increased manufacturing effort is necessary.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schraubverbindung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche es mit verringertem fertigungstechnischem Aufwand gestattet, über die Lebensdauer der Verschraubung ein bestimmtes minimales Löse-Drehmoment aufrecht zu erhalten. Darüber hinaus soll bevorzugt auch eine hohe mechanische Belastbarkeit des Schraubteils und des weiteren Bauteils gegeben sein, wobei diese Belastbarkeit insbesondere eine hohe Zugfestigkeit und eine im Belastungsfall eine geringe Verformung sichernde Steifigkeit umfassen soll. Außerdem sollten die Bauteile – trotz eines gegebenenfalls vorhandenen, unter Umständen hohen Glasfaseranteils im Kunststoff – nicht zu spröde sein.The present invention has for its object to provide a screw of the type mentioned, which allows it with reduced manufacturing effort to maintain a certain minimum release torque over the life of the screw. In addition, should preferably be given a high mechanical strength of the screw and the other component, this load capacity should include in particular a high tensile strength and a low deformation in the case of load securing rigidity. In addition, the components should - despite any possibly present, possibly high glass fiber content in the plastic - not be too brittle.

Erfindungsgemäß wird die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass der Grundkörper des Schraubteils, zumindest im Bereich seines Außengewindes entweder
erstens aus einem Polysulfon oder einem Polyphenylensulfid
oder
zweitens aus einem Polyphthalamid besteht,
wobei zumindest das Innengewinde des weiteren, ebenfalls zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Bauteils im ersten Fall ebenfalls aus einem Polysulfon oder einem Polyphenylensulfid besteht und im zweiten Fall ebenfalls aus einem Polyphthalamid oder aus einem Polyamid besteht, das ein zumindest partiell aromatisches Polyamid ist und/oder in dem darin vorhandene Amidgruppen durch sechs oder weniger kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sind.According to the invention, the object underlying the present invention is achieved in that the main body of the screw, at least in the region of its external thread either
first, a polysulfone or a polyphenylene sulfide
or
secondly, consists of a polyphthalamide,
wherein at least the internal thread of the further, also at least partially made of plastic component in the first case also consists of a polysulfone or a polyphenylene sulfide and in the second case also consists of a polyphthalamide or a polyamide which is an at least partially aromatic polyamide and / or in the amide groups present therein are separated by six or less carbon-containing functional groups.

Der Erfindung liegt erstens die Erkenntnis zugrunde, dass zur langzeitlichen Aufrechterhaltung eines bestimmten Löse-Drehmomentes berücksichtigt werden muss, dass Kunststoffe zum Kriechen neigen. Unter Kriechen – auch als Retardation bezeichnet – versteht man dabei eine zeit- und temperaturabhängige, plastische Verformung unter Last. Diese wird dadurch hervorgerufen, dass Kunststoffe aus langen, bei amorph aufgebauten Kunststoffen verknäulten, Molekülketten bestehen, die sich unter äußerer Belastung entknäueln und zu gleiten beginnen können, was zu einer Deformation führen kann. Diese Effekte werden im Zuge einer ingenieurmäßigen Genauigkeit oftmals vernachlässigt, können aber – je nach Herstellung, Grundpolymer, Füllstoff und Füllgrad des Kunststoffes – erhebliche Werte annehmen. Eine durch Retardation bewirkte Verformung und damit ein Abfall des Löse-Drehmoments – wie auch in gleicher Weise auf die erfindungsgemäße Verschraubung wirkende Einflüsse von Alterung, Wasseraufnahme und erhöhter thermischer Belastung – können durch die erfindungsgemäße werkstofftechnische Auswahl zur Gestaltung der Reibpaarung von Außengewinde des Schraubteils und von Innengewinde des weiteren Bauteils wirksam unterbunden werden. Für verschiedene Ausführungen von erfindungsgemäßen Schraubverbindungen werden nachfolgend im Detail Ergebnisse von langzeitlich durchgeführten Temperaturwechselprüfungen vorgestellt, die anstelle des zur Beschreibung der Retardation für die Einzelkomponenten von Schraubteilen und anderen Bauteilen in der Kunststofftechnik oft eingesetzten Kriechkoeffizienten (englisch: creep coefficient) zur Veranschaulichung dieses Sachverhalts dienen können. Aus den Untersuchungsergebnissen geht im Besonderen hervor, dass für die bevorzugt eingesetzten erfindungsgemäßen Schraubverbindungen nach 100 Temperaturwechselzyklen zwischen –40°C und 100°C noch Losdrehmomente von mehr als 3 Nm gewährleistet werden konnten.The invention is based, firstly, on the knowledge that, for the long-term maintenance of a specific release torque, it must be taken into account that plastics tend to creep. Creep - also referred to as retardation - is understood as a time- and temperature-dependent, plastic deformation under load. This is caused by the fact that plastics consist of long molecular chains that are entangled in amorphous plastics and that can uncoil under external stress and begin to slip, which can lead to deformation. These effects are often neglected in the course of engineering accuracy, but can - depending on the preparation, base polymer, filler and degree of filling of the plastic - take on considerable values. A caused by retardation deformation and thus a drop in the release torque - as well as acting in the same manner on the screw according to the invention influences of aging, water absorption and increased thermal stress - can by the material of the invention selection for frictional pairing of external thread of the screw and of Internal thread of the other component can be effectively prevented. For various embodiments of screw according to the invention results of long-term temperature cycling tests are presented below, which can serve to illustrate this fact in place of the creep coefficient often used to describe the retardation for the individual components of screw parts and other components in plastics technology , In particular, it can be seen from the test results that loosening torques of more than 3 Nm could still be ensured for the preferably used screw connections according to the invention after 100 cycles of thermal cycling between -40.degree. C. and 100.degree.

Des Weiteren liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass das Losdrehmoment bzw. Löse-Drehmoment in starkem Maß durch die sogenannte Losbrechkraft bestimmt wird, d. h. die Kraft, die zur Überwindung einer nach dem Anziehen des Schraubteils in der erfindungsgemäßen Schraubverbindung zwischen dem Außengewinde des Schraubteils und dem Innengewinde des weiteren Bauteils vorhandenen Haftreibung in der Reibpaarung notwendig ist und die den Übergang zur Gleitreibung einleitet.Furthermore, the invention is based on the finding that the loosening torque or release torque is largely determined by the so-called breakout force, d. H. the force that is necessary to overcome a present after tightening the screw in the inventive screw between the external thread of the screw and the internal thread of the other component static friction in the friction pair and which initiates the transition to sliding friction.

Diese Losbrechkraft hat eine adhäsive Komponente, die wiederum wesentlich durch die freie Oberflächenenergie der Werkstoffe in der tribotechnischen Paarung der miteinander verschraubten Gewinde bestimmt wird. Zur Messung der freien Oberflächenenergie, die auch als Oberflächenspannung bezeichnet wird, verwendet man verschiedene Verfahren, wobei sich Oberflächenspannungen von Festkörpern nur indirekt messen lassen. Hierbei werden insbesondere die Methoden nach Wu oder erfindungsgemäß bevorzugt nach Owens und Wendt eingesetzt. Dabei wird bei allen Methoden der Winkel einer mit der Festkörperoberfläche in Kontakt gebrachten Testflüssigkeit, deren Oberflächenspannung bekannt ist, bestimmt. Häufig handelt es sich dabei um einen Tropfen. Der Winkel, den die an die Tropfenoberfläche geneigte Tangente mit der Festkörperoberfläche bildet, wird als Randwinkel, Kontaktwinkel oder Benetzungswinkel bezeichnet.This breakaway force has an adhesive component, which in turn is substantially determined by the surface free energy of the materials in the tribotechnical pairing of the threaded together threads. To measure the surface free energy, which is also referred to as surface tension, using different methods, wherein surface tensions of solids only indirectly can be measured. In this case, the methods according to Wu or according to the invention preferably according to Owens and Wendt are used in particular. In all methods, the angle of a test liquid brought into contact with the solid surface, whose surface tension is known, is determined. Often it is a drop. The angle formed by the tangent surface inclined to the surface of the droplet with the surface of the solid is referred to as contact angle, contact angle or wetting angle.

Durch die DIN EN 828 ”Adhesives – Wettability – Determination by measurement of contact angle and surface free energy of solid surface” (Ausgabedatum: 04/2013) ist ein genormtes Verfahren zur Bestimmung der freien Oberflächenenergie einer festen Oberfläche durch Messung des Kontaktwinkels einer Flüssigkeit festgelegt, welche die feste Oberfläche benetzt. Von mindestens drei bis zu acht bekannten, unterschiedlichen Flüssigkeiten werden jeweils 10 Tropfen auf eine ebene Prüfkörper-Oberfläche aufgetragen. Bei jedem Tropfen werden jeweils der linke und der rechte Kontaktwinkel gemessen. Aus den gemittelten Kontaktwinkeln jeder Flüssigkeit – zusammen mit deren Oberflächenspannung und deren polaren und dispersen Anteilen – wird die freie Oberflächenenergie des Festkörpers berechnet, unterteilt in die polaren und die dispersen Anteile. Die Flüssigkeiten sollten nach Möglichkeit unterschiedliche polare und disperse Anteile der Grenzflächenspannung aufweisen. In einer Tabelle sind die empfohlenen Flüssigkeiten und deren charakteristische Grenzflächenspannungen aufgeführt. Die für die Messung geeigneten Tropfenvolumen hängen von der Art der Flüssigkeit ab und sollten so angepasst werden, dass der negative Einfluss der Schwerkraft auf den Kontaktwinkel auf ein Minimum begrenzt wird.By the DIN EN 828 "Adhesives - Wettability - Determination by contact angle and surface free energy of solid surface" (Issue date: 04/2013) For example, a standardized method for determining the surface free energy of a solid surface is determined by measuring the contact angle of a liquid which wets the solid surface. From at least three to eight known, different liquids each 10 drops are applied to a flat specimen surface. For each drop, the left and right contact angles are measured. From the average contact angles of each liquid - together with their surface tension and their polar and disperse fractions - the free surface energy of the solid is calculated, divided into the polar and the disperse fractions. If possible, the liquids should have different polar and disperse fractions of the interfacial tension. A table lists the recommended fluids and their characteristic interfacial tensions. The drop volumes suitable for the measurement depend on the type of liquid and should be adjusted so as to minimize the negative influence of gravity on the contact angle.

Durch die erfindungsgemäße werkstofftechnische Auswahl zur Gestaltung der Reibpaarung von Außengewinde des Schraubteils und Innengewinde des weiteren Bauteils wird vorzugsweise erreicht, dass die freie Oberfächenenergie jedes Reibpartners vorzugsweise größer ist als 40 mJ/m² bzw. der Randwinkel bei Benetzung mit Wasser kleiner als 30°.The material-technical selection according to the invention for designing the friction mating of external thread of the screw part and internal thread of the further component preferably ensures that the free surface energy of each friction partner is preferably greater than 40 mJ / m ² or the contact angle with wetting with water is less than 30 °.

Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Polysulfonen (PSU PES, PPSU), Polyphthalamiden (PPA) und Polyamiden (PA), die zumindest partiell aromatisch und/oder deren Amidgruppen in den Monomereinheiten des Polyamids durch sechs oder weniger kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sind, handelt es sich damit um hydrophile Stoffe, während beispielsweise der Wert der freien Oberflächenenergie des stark hydrophoben Polytetrafluorethylens (PTFE), welches erfindungsgemäß nicht zur Anwendung kommt, bei nur etwa der Hälfte, konkret im Bereich von 18 mJ/m² bis 20 mJ/m², liegt und der Kontaktwinkel größer als 90° ist.In the case of the polysulfones (PSU PES, PPSU), polyphthalamides (PPA) and polyamides (PA) used according to the invention, which are at least partially aromatic and / or their amide groups are separated from one another in the monomer units of the polyamide by six or fewer carbon-containing functional groups Thus, to hydrophilic substances, while, for example, the value of the free surface energy of the highly hydrophobic polytetrafluoroethylene (PTFE), which is not used according to the invention, at only about half, specifically in the range of 18 mJ / m ² to 20 mJ / m ² , is and the contact angle is greater than 90 °.

Durch den Zusatz von nicht aus Kunststoff bestehenden Stoffen in die Werkstoffe des Schraubteils und/oder des weiteren Bauteils, z. B. von keramischen Füllstoffen und/oder von z. B. aus Glas (freie Oberflächenenergie im Bereich von 300 mJ/m² bis 500 mJ/m²) bestehenden Fasern, kann mit Vorteil die freie Oberflächenenergie erhöht werden, da derartige Stoffe eine freie Oberflächenenergie aufweisen, die 5- bis 30-mal so groß ist wie die der reinen, in der Paarung erfindungsgemäß eingesetzten Polymere. Durch die Beimischung der genannten Zusatzstoffe, insbesondere von Glasfasern in den Kunststoff kann insbesondere eine freie Oberflächenenergie eingestellt werden, die in einem Bereich bis zu einer bevorzugten oberen Grenze von 280 mJ/m² liegt.By the addition of non-plastic materials in the materials of the screw and / or the other component, eg. As of ceramic fillers and / or z. B. glass (free surface energy in the range of 300 mJ / m ² to 500 mJ / m ² ) existing fibers, the free surface energy can be increased with advantage, since such substances have a surface free energy, the 5 to 30 times as is large as that of the pure, used in the mating polymers according to the invention. By admixing said additives, in particular glass fibers, into the plastic, it is possible in particular to set a free surface energy which lies in a range up to a preferred upper limit of 280 mJ / m ² .

Da die durch die Reibung bestimmte Losbrechkraft einerseits – wie vorstehend erläutert – durch eine adhäsive, andererseits aber auch durch eine deformative Komponente bestimmt wird, sollte auch die mögliche Beschaffenheit der Oberflächentopographie des Schraubteils und des weiteren Bauteils nicht unberücksichtigt gelassen werden. Bei geringer Oberflächenrauheit überwiegen die adhäsiven Kontakte, die mit zunehmender Oberflächenrauheit wegen der weniger werdenden Auflagepunkte abnehmen, während umgekehrt mit zunehmender Oberflächenrauheit die Deformation und damit der deformative Reibungsanteil zunimmt. Hierzu kann festgestellt werden, dass sich für das Schraubteil und das weitere Bauteil eine mittlere Rauhtiefe R_Z im Bereich von 0,05 μm bis 15,0 μm, vorzugsweise im Bereich von 5,0 μm bis 12,5 μm, (bestimmt nach DIN EN ISO 4287, Stand 2009 ) als vorteilhaft erwiesen hat.Since the breakaway force determined by the friction on the one hand - as explained above - is determined by an adhesive, but also by a deformative component, the possible nature of the surface topography of the screw and the other component should not be discounted. With low surface roughness, the adhesive contacts predominate, which decrease with increasing surface roughness due to the decreasing support points, while conversely with increasing surface roughness the deformation and thus the deformative friction fraction increase. For this purpose, it can be stated that, for the screw part and the further component, a mean surface roughness R _Z in the range from 0.05 μm to 15.0 μm, preferably in the range from 5.0 μm to 12.5 μm, (determined according to FIG DIN EN ISO 4287, status 2009 ) has proved to be advantageous.

Insofern die Kunststoffteile – Schraubteil und weiteres Bauteil – im Spritzgießverfahren hergestellt werden können, was aufgrund der Thermoplastizität der erfindungsgemäß eingesetzten Kunststoffe mit Vorteil möglich ist, kann daher vorteilhafterweise auf ein spezielles Polieren oder Ätzen zur Erzielung einer erhöhten Oberflächengüte eines üblicherweise durch Elektroerosion hergestellten Spritzgießwerkzeugs verzichtet werden.Insofar as the plastic parts - screw part and further component - can be produced by injection molding, which is advantageously possible due to the thermoplasticity of the plastics used in the invention, can therefore advantageously be dispensed with a special polishing or etching to achieve increased surface quality of an injection molding tool usually produced by electroerosion ,

In der tribotechnischen Gewindepaarung der erfindungsgemäßen Schraubverbindung werden – wie bereits erwähnt – Polysulfone, Polyphenylensulfid, Polyphthalamide und/oder Untergruppen der Polyamide eingesetzt. As already mentioned, polysulfones, polyphenylene sulfide, polyphthalamides and / or subgroups of the polyamides are used in the tribotechnical thread pairing of the screw connection according to the invention.

Polysulfone ist eine Klasse von thermoplastischen, sogenannten Hochleistungskunststoffen. Der Ausdruck „Hochleistungskunststoffe” bezieht sich dabei darauf, dass in der modernen Kunststofftechnik hinsichtlich der Dauergebrauchstemperatur der Kunststoffe eine Einteilung in „Hochleistungskunststoffe”, „Massenkunststoffe” und ”technische Kunststoffe” vorgenommen wird. Entsprechend dieser Einteilung wird zwischen Massen- oder Standardkunststoffen mit einer Dauergebrauchstemperatur bis zu 90°C, technischen Kunststoffen mit einer Dauergebrauchstemperatur bis zu 140°C und Hochleistungskunststoffen mit einer Dauergebrauchstemperatur über 140°C unterschieden.Polysulfone is a class of thermoplastic, so-called high performance plastics. The term "high-performance plastics" refers to the fact that in modern plastics technology with regard to the long-term use temperature of plastics a division into "high performance plastics", "mass plastics" and "engineering plastics" is made. According to this classification, a distinction is made between mass or standard plastics with a continuous service temperature up to 90 ° C, engineering plastics with a continuous service temperature up to 140 ° C and high performance plastics with a continuous service temperature above 140 ° C.

Die Dauergebrauchstemperatur kann auf verschiedene Weise ermittelt werden. In der Methode nach UL 746 B (Ausgabe 04.04.2013) wird ein sogenannter Temperatur-Index angeführt, d. h., es wird diejenige Temperatur bestimmt, bei der der Polymerwerkstoff nach 60000 bzw. 100000 Stunden noch die Hälfte seiner Zugfestigkeit, seiner Schlagzugfestigkeit oder seiner elektrischen Durchschlagfestigkeit aufweist. Eine analoge Methode ist die IEC 216 (International Electrical Committee), welcher die DIN VDE 0304 entspricht. Nach dieser Methode wird diejenige Temperatur bestimmt, bei der nach 20000 Stunden die Werte der mechanischen und elektrischen Eigenschaften nur noch die Hälfte betragen.The continuous service temperature can be determined in various ways. In the method according to UL 746 B (04.04.2013 edition), a so-called temperature index is given, ie, it is determined that temperature at which the polymer material after 60,000 or 100,000 hours or half its tensile strength, its impact resistance or electrical Has dielectric strength. An analogous method is the IEC 216 (International Electrical Committee), which the DIN VDE 0304 equivalent. According to this method, the temperature is determined at which, after 20,000 hours, the values of the mechanical and electrical properties are only half.

Im Hinblick auf die genannte DIN VDE 0304 ist dabei festzustellen, dass diese in ihrer konkreten Umsetzung in europäische bzw. deutsche Standards den folgenden Normenkomplex umfasst:
2006-12 DIN EN 60216-4-1 – Elektroisolierstoffe – Eigenschaften hinsichtlich des thermischen Langzeitverhaltens – Teil 4-1: Wärmeschränke für die Warmlagerung – Einzelkammerwärmeschränke – (IEC 60216-4-1:2006); Deutsche Fassung EN 60216-4-1:2006 ;
2002-09 DIN EN 60216-1 – Elektroisolierstoffe – Eigenschaften hinsichtlich des thermischen Langzeitverhaltens – Warmlagerungsverfahren und Auswertung von Prüfergebnissen – (IEC 60216-1:2001); Deutsche Fassung EN 60216-1:2001 ;
2006-04 DIN EN 60216-2 – Elektroisolierstoffe – Eigenschaften hinsichtlich des thermischen Langzeitverhaltens – Teil 2: Leitfaden zur Bestimmung thermischer Langzeiteigenschaften von Elektroisolierstoffen – Auswahl der Prüfmerkmale – (IEC 60216-2:2005); Deutsche Fassung EN 60216-2:2005 ;
2007-03 DIN EN 60216-3 – Elektroisolierstoffe – Eigenschaften hinsichtlich des thermischen Langzeitverhaltens – Teil 3: Anweisungen zur Berechnung thermischer Langzeitkennwerte – (IEC 60216-3:2006); Deutsche Fassung EN 60216-3:2006 ;
2009-02 DIN EN 60216-3: Berichtigung zu DIN EN 60216-3 (VDE 0304-23):2007-03 ;
2001-04 DIN EN 60216-4-2 – Elektroisolierstoffe – Thermische Langzeiteigenschaften – Teil 4-2: Wärmeschränke für die Warmlagerung-Präzisionswärmeschränke für Temperaturen bis 300°C – (IEC 60216-4-2:2000) Deutsche Fassung EN 60216-4-2:2000
2001-04 DIN EN 60216-4-3 – Elektroisolierstoffe – Thermische Langzeiteigenschaften – Teil 4-3: Wärmeschränke für die Warmlagerung – Mehrkammerwärmeschränke – (IEC 60216-4-3:2000) Deutsche Fassung EN 60216-4-3:2000
2009-02 DIN EN 60216-5 – Elektroisolierstoffe. Eigenschaften hinsichtlich des thermischen Langzeitverhaltens – Teil 5: Bestimmung des relativen thermischen Lebensdauer-Indexes (RTE) von Elektroisolierstoffen – (IEC 60216-5:2008); Deutsche Fassung EN 60216-5:2008 ;
2007-06 DIN EN 60216-6 – Elektroisolierstoffe – Eigenschaften hinsichtlich des thermischen Langzeitverhaltens – Teil 6: Bestimmung der thermischen Langzeitkennwerte (TI und RTE) eines Isolierstoffes unter Anwendung des Festzeitrahmenverfahrens – (IEC 60216-6:2006) .With regard to the said DIN VDE 0304 It should be noted that, in its concrete implementation into European or German standards, it includes the following standard complex:
2006-12 DIN EN 60216-4-1 - Electrical insulating materials - Thermal endurance properties - Part 4-1: Heating chambers for hot storage - Single chamber thermal cabinets - (IEC 60216-4-1: 2006); German version EN 60216-4-1: 2006 ;
2002-09 DIN EN 60216-1 - Electrical insulating materials - Thermal endurance properties - Hot storage method and evaluation of test results - (IEC 60216-1: 2001); German version EN 60216-1: 2001 ;
2006-04 DIN EN 60216-2 - Electrical insulating materials - Thermal endurance properties - Part 2: Guidelines for determining long-term thermal properties of electrical insulating materials - Selection of characteristics - (IEC 60216-2: 2005); German version EN 60216-2: 2005 ;
2007-03 DIN EN 60216-3 - Electrical insulating materials - Thermal endurance properties - Part 3: Instructions for calculating long-term thermal characteristics - (IEC 60216-3: 2006); German version EN 60216-3: 2006 ;
2009-02 DIN EN 60216-3: Corrigendum to DIN EN 60216-3 (VDE 0304-23): 2007-03 ;
2001-04 DIN EN 60216-4-2 - Electrical insulating materials - Long-term thermal properties - Part 4-2: Heating cabinets for hot storage precision cabinets for temperatures up to 300 ° C - (IEC 60216-4-2: 2000) German version EN 60216-4 -2: 2000
2001-04 DIN EN 60216-4-3 - Electrical insulating materials - Long-term thermal properties - Part 4-3: Heating chambers for hot storage - Multi-chamber heating cabinets - (IEC 60216-4-3: 2000) German version EN 60216-4-3: 2000
2009-02 DIN EN 60216-5 - Electrical insulating materials. Long-term thermal performance characteristics - Part 5: Determination of the relative thermal lifetime index (RTE) of electrical insulating materials - (IEC 60216-5: 2008); German version EN 60216-5: 2008 ;
2007-06 DIN EN 60216-6 - Electrical insulating materials - Thermal endurance properties - Part 6: Determination of thermal endurance characteristics (TI and RTE) of an insulating material using the fixed time-frame method - (IEC 60216-6: 2006) ,

Als Massenkunststoffe werden aufgrund dieser Kriterien insbesondere Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) und Polystyrol (PS) klassifiziert. Diese Stoffe erscheinen für die Teile der erfindungsmäßen Schraubverbindung nicht geeignet.Polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC) and polystyrene (PS) are classified as bulk plastics on the basis of these criteria. These substances do not appear to be suitable for the parts of the screw connection according to the invention.

Zu den technischen Kunststoffen, die auch als Standard-Kunststoffe bezeichnet werden, sich – ähnlich wie die Massenkunststoffe – durch einen vergleichsweise geringen fertigungstechnischen Aufwand auszeichnen und daher auch preislich günstig liegen, zählen Polymethacrylsäuremethylester (PMMA), Polyamid (PA), Polyethylenterephthalat (PET), Polybutylenterephthalat (PBT), Polycarbonat (PC), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und Polyoxymethylen (POM). Vorteilhafterweise können im Rahmen der Erfindung in Gestalt der kurzkettigen Polyamide, also der Polyamide, deren Amidgruppen in den Monomereinheiten des Polyamids durch weniger als sechs kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sind, und/oder in Gestalt der zumindest partiell aromatischen Polyamide, einige Vertreter dieser technischen Kunststoffe in der Schraubverbindung eingesetzt werden.Among the engineering plastics, which are also referred to as standard plastics, are - similar to the mass plastics - characterized by a relatively low production cost and therefore also priced favorably include polymethacrylate (PMMA), polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET) , Polybutylene terephthalate (PBT), polycarbonate (PC), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and polyoxymethylene (POM). Advantageously, in the context of the invention in the form of short-chain polyamides, ie the polyamides whose amide groups in the monomer units of the polyamide are separated by less than six carbon-containing functional groups, and / or in the form of at least partially aromatic polyamides, some representatives of these engineering plastics are used in the screw connection.

Da das weitere Bauteil, welches das Schraubteil außen umgibt, in der Regel größer ist als das Schraubteil und daher durch einen größeren Materialverbrauch gekennzeichnet ist, stellt in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung eine Ausführung bei der das Schraubteil aus Polyphthalamid (PPA) und das weitere Bauteil aus einem kurzkettigen und/oder zumindest teilweise aromatischem Polyamid (PA) besteht, eine bevorzugte, unter Kostengesichtspunkten optimierte Variante dar.Since the further component, which surrounds the screw outside, is usually larger than the screw and therefore characterized by a greater material consumption, in a screw according to the invention an embodiment in which the screw of polyphthalamide (PPA) and the further component of a short-chain and / or at least partially aromatic polyamide (PA), is a preferred, optimized in terms of cost variant.

Zu den Hochleistungskunststoffen zählen Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polybutylenterephthalat (PBT), Polysulfone (PSU, PES, PPSU), Polyaryletherketone (PAEK), Polyphenylensulfide (PPS) und Polyimide (PI) sowie verschiedene Copolymere, die die kleinsten repetierenden Ketten-Struktureinheiten der vorgenannten Verbindungen gemeinsam enthalten. Von diesen kommen erfindungsgemäß Polysulfone (PSU, PES, PPSU) und Polyphenylensulfide (PPS) – deren Copolymere dabei eingeschlossen – zur Anwendung. Die erfindungsgemäß eingesetzten Polyphthalamide (PPA) werden ebenfalls den Hochleistungskunststoffen zugerechnet.High performance plastics include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polybutylene terephthalate (PBT), polysulfones (PSU, PES, PPSU), polyaryletherketones (PAEK), polyphenylene sulfides (PPS) and polyimides (PI) and various copolymers that are the smallest repeatable Chain structural units of the aforementioned compounds together. Of these according to the invention polysulfones (PSU, PES, PPSU) and polyphenylene sulfides (PPS) - whose copolymers are included here - used. The polyphthalamides (PPA) used according to the invention are likewise attributed to high-performance plastics.

Bei der bekannten Verschraubung zweier metallischer Bauteile miteinander wählt man üblicherweise Werkstoffpaarungen, die sich tribotechnisch dafür eignen, indem sie nicht zum Kaltverschweißen, Fressen etc. neigen. Zum Beispiel ist es unter diesem Gesichtspunkt völlig zu vermeiden, zwei Aluminiumbauteile miteinander zu verschrauben, weil diese aus dem gleichen Werkstoff bestehen. Überraschend hat sich jedoch herausgestellt, dass ein solcher Verschraubungsfall bei der Verschraubung von den aus den erfindungsgemäßen Kunststoffen bestehenden Teilen Vorteile bietet und es nicht zu einem Verschweißen der werkstofftechnisch gleichartigen Teile kommt. Ein derartiges Verschweißen kann nur dann auftreten, wenn im erheblichen Maß Wärme zugeführt wird, was jedoch im konkreten Anwendungsfall in der Regel nicht auftritt. Die Verwendung von gleichen oder zumindest gleichartigen Materialklassen in der tribotechnischen Paarung der erfindungsgemäßen Schraubverbindung hat bei erfindungsgemäß eingesetzten Kunststoffen den Vorteil, dass – im Vergleich zu Reibpartnern, die aus vollkommen unterschiedlichen Werkstoffen bestehen – eine Erhöhung der Reibungszahl eintritt, so dass sich aufgrund der getroffenen Materialauswahl damit auch das Losdrehmoment der Verschraubung erhöht. Durch die erfindungsgemäßen Kunststoff-Kunststoff-Werkstoffpaarungen können darüber hinaus sogar Losdrehmomente realisiert werden, die höher liegen als in einem Verschraubungsfall Kunststoff-Metall.In the known screwing two metal components together, one usually selects material pairings which are tribotechnically suitable for this by not prone to cold welding, seizing, etc. For example, from this point of view, it is completely unnecessary to screw two aluminum components together because they are made of the same material. Surprisingly, however, it has been found that such a screw connection case offers advantages in the screw connection of the parts consisting of the plastics according to the invention and there is no welding of the material-technically similar parts. Such welding can only occur when heat is supplied to a considerable extent, but this does not usually occur in the concrete application. The use of identical or at least similar classes of materials in the tribotechnical pairing of the screw according to the invention has the advantage in plastics used in the invention that - compared to friction partners, which consist of completely different materials - an increase in the coefficient of friction occurs, so that due to the material selection so that the loose torque of the screw increases. In addition, even loosening torques can be realized by the plastic-plastic material combinations according to the invention, which are higher than in a screw connection plastic-metal.

Die Kunststoffwerkstoffe von Schraubteil 10 und weiterem Bauteil 20 können mit Vorteil einen Volumenanteil an Fasern im Bereich von 2,5% bis 75%, vorzugsweise einen Masseanteil im Bereich von 30% bis 70%, insbesondere von 30, 50, 60 oder 65 Masseprozent an Glasfasern, enthalten. Damit das weitere, das Schraubteil 10 außen umgebende Bauteil 20 nicht zu spröde wird, sollte sein Glasfaseranteil dabei im Vergleich mit dem des Schraubteils 10 geringer gewählt werden, wobei der Unterschied der Faseranteile (bezogen auf die Gesamtmasse) insbesondere im Bereich von 10% bis 40%, vorzugsweise im Bereich 20% bis 30%, liegen sollte.The plastic materials of screw part 10 and further component 20 may advantageously contain a volume fraction of fibers in the range of 2.5% to 75%, preferably a mass fraction in the range of 30% to 70%, in particular 30, 50, 60 or 65% by mass of glass fibers. So that the further, the screw part 10 outside surrounding component 20 not too brittle, its glass fiber content should be compared with that of the screw 10 may be selected to be smaller, wherein the difference of the fiber proportions (based on the total mass) should be in particular in the range of 10% to 40%, preferably in the range of 20% to 30%.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung enthalten.Further advantageous features of the invention are contained in the subclaims and the following description.

Anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispielen soll im Folgenden die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen:On the basis of several preferred embodiments, the invention will be explained in more detail below. Showing:

1 eine perspektivische, teilweise in Explosionsansicht gezeigte Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung mit einem Ausführungsbeispiel eines darin einsetzbaren Schraubteils und mit einem Ausführungsbeispiel eines darin einsetzbaren weiteren Bauteils, 1 a perspective, partially exploded view of an embodiment of a screw according to the invention with an embodiment of a screw inserted therein and with an embodiment of a usable therein further component,

2a bis 2c drei verschiedene chemische Formeln zu in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Polysulfonen, 2a to 2c three different chemical formulas to be used in a screw according to the invention polysulfones,

3 eine chemische Formel zu in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Polyphenylensulfiden, 3 a chemical formula for polyphenylene sulfides which can be used in a screw connection according to the invention,

4 eine chemische Formel zu in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Polyphthalamiden, 4 a chemical formula for polyphthalamides which can be used in a screw connection according to the invention,

5a bis 5c verschiedene chemische Formeln zu in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Polyamiden, 5a to 5c various chemical formulas to be used in a screw according to the invention polyamides,

6 eine grafische Darstellung zum Temperaturverlauf im Zyklus von Untersuchungen zur Temperaturwechselbeständigkeit einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung, 6 a graphical representation of the temperature profile in the cycle of investigations on thermal shock resistance of a screw according to the invention,

7 eine grafische Darstellung zu den Ergebnissen der Untersuchungen zur Temperaturwechselbeständigkeit einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung, 7 a graphic representation of the results of the investigations on thermal shock resistance of a screw according to the invention,

8 eine Tabelle mit in erfindungsgemäßen Schraubverbindungen bevorzugt einsetzbaren Kunststoffen, 8th a table with preferably used in screw according to the invention plastics,

9 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Ausführungsbeispiels des in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Schraubteils, 9 an enlarged sectional view of the embodiment of the insertable in a screw according to the invention screw,

10 eine vergrößerte perspektivische teilgeschnittene Darstellung des Ausführungsbeispiels des in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Schraubteils, 10 an enlarged partial perspective view of the embodiment of the insertable in a screw according to the invention screw part,

11 eine vergrößerte perspektivische teilgeschnittene Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Schraubteils, 11 2 is an enlarged partial perspective view of a further embodiment of a screwable part insertable in a screw connection according to the invention,

12 eine vergrößerte Schnittdarstellung des in 11 gezeigten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Schraubteils. 12 an enlarged sectional view of the in 11 shown embodiment of a screw according to the invention usable screw.

Zu der anschließenden Beschreibung wird ausdrücklich betont, dass die Erfindung nicht auf das zeichnerisch dargestellte Ausführungsbeispiel bzw. die beschriebenen Ausführungsbeispiele und dabei auch nicht auf alle oder mehrere Merkmale von in einem Ausführungsbeispiel jeweils beschriebenen Merkmalskombinationen beschränkt ist. Vielmehr kann jedes einzelne Teilmerkmal der Ausführungsbeispiele auch losgelöst von allen anderen im Zusammenhang damit beschriebenen Teilmerkmalen für sich und auch in Kombination mit beliebigen Merkmalen des anderen Ausführungsbeispiels eine erfinderische Bedeutung haben.For the following description, it is expressly emphasized that the invention is not limited to the exemplary embodiment illustrated in the drawings or the described exemplary embodiments, and also not to all or several features of feature combinations respectively described in one exemplary embodiment. On the contrary, each individual feature of the exemplary embodiments can also have an inventive significance independently of all other partial features described in connection therewith, and also in combination with any features of the other exemplary embodiment.

In den Figuren der Zeichnung sind dieselben und einander entsprechende Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, so dass sie in der Regel auch jeweils nur einmal beschrieben werden.In the figures of the drawing, the same and corresponding parts are always provided with the same reference numerals, so that they are usually described only once in each case.

Wie sich zunächst aus 1 ergibt, umfasst eine erfindungsgemäße Schraubverbindung 1 ein Schraubteil 10 und ein weiteres Bauteil 20. Konkret sind drei erfindungsgemäße Schraubverbindungen 1 dargestellt, wobei eine derselben in Explosionsdarstellung gezeigt ist.As it turned out first 1 results, includes a screw according to the invention 1 a screw part 10 and another component 20 , Specifically, three screw connections according to the invention 1 shown, one of which is shown in exploded view.

Bei dem Schraubteil 10 kann es sich um eine Schraube, eine Mutter, ein Muffenteil, einen Rohrstecker, einen Rohrverbinder oder dergleichen handeln, welches einen zylindrischen Grundkörper 12 aufweist, an dem sich außenseitig ein Gewinde 13 befindet, wobei in einem Werkzeugangriffbereich, der durch mehrere Schlüsselflächen 14 gebildet ist der Angriff eines Schraubwerkzeugs zum Verdrehen des Schraubteils 10 um dessen Längsachse X-X erfolgen kann. Die Längsachse X-X ist dabei auch die Schraubachse. Konkret ist als Schraubteil 10 insbesondere eine Mutter, also ein Bauteil mit rotationssymmetrischem, insbesondere mit ringförmigem oder zumindest teilweise ringförmigem, Querschnitt, dargestellt. Der Grundkörper 12 hat die Gestalt eines Hohlzylinders und weist somit einen entlang der Längsachse X-X verlaufenden Innenkanal 15 auf. In diesen Innenkanal 15 kann ein nicht dargestelltes Steckerteil eingesetzt werden, so dass das Schraubteil 10 als ein sogenannter Einschraubadapter für das Steckerteil eingesetzt werden kann. Der Grundkörper 12 des Schraubteils 10 ist als Formteil in einem Spritzgießverfahren herstellbar bzw. hergestellt, wobei er beispielsweise durch ein axiales oder radiales Einspritzen einer Fasern enthaltenden, plastifizierten, polymeren Masse in eine Kavität eines Formwerkzeugs und durch eine anschließende Entformung aus dem Werkzeug nach einem Erstarren der polymeren Masse entsteht. Das Einspritzen in die Kavität erfolgt dabei bevorzugt radial aus dem Innenkanal 15 nach außen. Durch den Spritzgießprozess kann auch, insbesondere endständig auf der dem Gewinde 13 gegenüber liegenden Seite, der Werkzeugangriffbereich mit seinen Schlüsselflächen 14 ausgebildet werden, der insbesondere eine polygonale, vorzugsweise – wie für das in der Explosionsdarstellung gezeigte Schraubteil 10 – sechseckige, Außenkontur zum Angriff des Schraubwerkzeugs aufweisen kann. Der Werkzeugangriffbereich kann einstückig mit dem Grundkörper 12 ausgebildet werden. Der Grundkörper 12 des Schraubteils 10 besteht aus einer thermoplastischen polymeren Matrix, in die Fasern eingebettet sind, wobei zur Herstellung der Matrix erfindungsgemäß eine plastifizierte polymere Masse eingesetzt wird, die aus einem Polysulfon oder aus einem Polyphthalamid besteht.At the screw part 10 it may be a screw, a nut, a sleeve part, a pipe plug, a pipe connector or the like, which has a cylindrical base body 12 has, on the outside of a thread 13 being, being in a tool engagement area, by several key surfaces 14 formed is the attack of a screwing tool for rotating the screw 10 can take place about its longitudinal axis XX. The longitudinal axis XX is also the screw axis. Concrete is as a screw part 10 in particular, a nut, so a component with rotationally symmetrical, in particular with annular or at least partially annular cross-section shown. The main body 12 has the shape of a hollow cylinder and thus has an inner channel extending along the longitudinal axis XX 15 on. In this inner channel 15 a plug part not shown can be used, so that the screw 10 can be used as a so-called Einschraubadapter for the plug part. The main body 12 of the screw part 10 is produced or manufactured as a molded part in an injection molding process, wherein it is formed for example by an axial or radial injection of a fiber containing plasticized polymeric mass into a cavity of a mold and by subsequent removal from the mold after solidification of the polymeric mass. The injection into the cavity is preferably carried out radially from the inner channel 15 outward. By the injection molding process can also, in particular terminal on the thread 13 opposite side, the tool engagement area with its key surfaces 14 be formed, in particular a polygonal, preferably - as for the screw part shown in the exploded view 10 - Hexagonal, outer contour may have to attack the screwing. The tool engagement region can be integral with the main body 12 be formed. The main body 12 of the screw part 10 consists of a thermoplastic polymer matrix, are embedded in the fibers, wherein for the preparation of the matrix according to the invention a plasticized polymeric mass is used, which consists of a polysulfone or a polyphthalamide.

Bei dem weiteren Bauteil 20 kann es sich – wie auch bei dem Schraubteil 10 – um ein solches handeln, welches zur Führung von Fluiden, wie Gasen oder Flüssigkeiten, bestimmt ist. Bevorzugt kann es sich um ein pneumatisches oder hydraulisches Verteilerstück handeln. Konkret ist dafür in 1 exemplarisch ein Hinterachsverteiler eines fluidischen Systems eines Kraftfahrzeugs dargestellt, in dessen Grundkörper 22 sich mindestens ein Einschraubbereich 21 – dargestellt sind drei Einschraubbereiche 21 – befindet. In jedem dieser Einschraubbereiche 21, die in bevorzugter Ausführung hohlzylindrisch mit jeweils einem entlang der Längsachse X-X verlaufenden Innenkanal 25 ausführt sind, sind Innengewinde 23 ausgebildet. Auch der Grundkörper 22 des weiteren Bauteils 10 ist als Formteil in einem Spritzgießverfahren herstellbar bzw. hergestellt und besteht aus einer thermoplastischen polymeren Matrix, in die Fasern eingebettet sind, wobei zur Herstellung der Matrix erfindungsgemäß eine plastifizierte polymere Masse eingesetzt wird, die aus einem Polysulfon oder aus einem Polyphthalamid oder aus einem zumindest teilweise aromatischen Polyamid und/oder aus einem Polyamid mit Amidbindungen besteht, die in den Monomereinheiten des Polyamids durch weniger als sechs kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sind. In the other component 20 It may be - as with the screw 10 - To be such, which is intended for the management of fluids, such as gases or liquids. It may preferably be a pneumatic or hydraulic distributor. Concrete is for in 1 exemplified a Hinterachsverteiler a fluidic system of a motor vehicle, in its body 22 at least one screw-in area 21 - Shown are three Einschraubbereiche 21 - is located. In each of these screw-in areas 21 , In a preferred embodiment, a hollow cylinder, each with a along the longitudinal axis XX extending inner channel 25 are internal threads 23 educated. Also the basic body 22 of the further component 10 is produced or produced as a molded part in an injection molding process and consists of a thermoplastic polymer matrix, are embedded in the fibers, wherein for the preparation of the matrix according to the invention a plasticized polymeric composition is used which consists of a polysulfone or a polyphthalamide or at least partially aromatic polyamide and / or a polyamide having amide bonds which are separated in the monomer units of the polyamide by less than six carbon-containing functional groups.

Polysulfone zeichnen sich in ihrer chemischen Struktur dadurch aus, dass sie Aryl-SO₂-Aryl-Folgen in ihren Molekülen enthalten. Sie sind aufgebaut aus paraverknüpften Aromaten, Sulfon- und Ethergruppen und teils auch Alkylgruppen. Technische Anwendung finden dabei insbesondere drei Polysulfon-Arten, und zwar – wie als chemische Strukturformel in 2a dargestellt – Polysulfon (PSU) im engeren Sinne, – wie in 2b dargestellt – Polyethersulfon (PES) und – wie in 2c dargestellt – Polyphenylensulfon (PPSU). Der Index n bezeichnet dabei in allen dargestellten Formeln eine natürliche Zahl, die den Polymerisationsgrad, damit die Kettenlänge, und entsprechend auch die relative Molekülmasse charakterisiert. Der Index n ist in der Regel größer als Zehntausend und kann bis in den Bereich von mehreren Hunderttausend reichen. Polysulfone sind bekannt für ihre Zähigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen. Sie sind im Temperaturbereich von –100°C bis +200°C einsetzbar und verfügen über herausragende Wärme- und Oxidationsbeständigkeit. Sie sind gegen wässrige und alkalische Medien hydrolysebeständig.Polysulfones are characterized in their chemical structure in that they contain aryl-SO ₂ -aryl sequences in their molecules. They are composed of para-linked aromatics, sulfone and ether groups and partly also alkyl groups. In particular three polysulfone types are used industrially, namely as a chemical structural formula in 2a shown - polysulfone (PSU) in the narrower sense, - as in 2 B shown - polyethersulfone (PES) and - as in 2c shown - polyphenylene sulfone (PPSU). The subscript n in this case denotes a natural number in all the formulas shown, which characterizes the degree of polymerization, and thus the chain length, and correspondingly also the molecular weight. The index n is usually greater than ten thousand and can range in the range of several hundred thousand. Polysulfones are known for their toughness and high temperature stability. They can be used in the temperature range from -100 ° C to + 200 ° C and have outstanding heat and oxidation resistance. They are resistant to hydrolysis against aqueous and alkaline media.

Polyphenylensulfide (PPS) – auch Poly(thio-p-phenylene) genannt – sind teilkristalline Hochleistungskunststoffe, die technisch meist durch Polykondensation von 1,4-Dichlorbenzol mit Natriumsulfid in aprotischen Lösemitteln wie N-Methylpyrrolidon hergestellt werden. Eine chemische Formel dazu ist in 3 dargestellt. Durch eine Verbindung der aromatischen Monomereinheiten über Schwefelatome entstehen besonders widerstandsfähige Polymere, deren gute mechanische Eigenschaften auch bei Temperaturen weit über 200°C erhalten bleiben, so dass ein Dauereinsatz je nach Belastung bis 240°C möglich ist. Kurzzeitig halten Polyphenylensulfide (PPS) auch Belastungen bei Temperaturen bis zu 270°C stand. Sie weisen auch bei höheren Temperaturen nur eine geringe Kriechneigung auf. Grundsätzlich unterscheidet man zwei verschiedene Polyphenylensulfid-Arten: lineares und vernetztes PPS. Während bei dem Letzteren die verzweigten Polymerketten reversibel über physikalische Vernetzungspunkte miteinander verbunden sind, lagern sich die Ketten des gering verzweigten linearen PPS zu hochgeordneten Überstrukturen an. Diese morphologische Struktur spiegelt sich vor allem in den mechanischen Eigenschaften wider. So besitzt lineares PPS vor allem eine höhere Zähigkeit und höhere Reißdehnung als vernetztes.Polyphenylene sulfides (PPS) - also called poly (thio-p-phenylene) - are semi-crystalline high performance plastics, which are usually produced by polycondensation of 1,4-dichlorobenzene with sodium sulfide in aprotic solvents such as N-methylpyrrolidone. A chemical formula for this is in 3 shown. By combining the aromatic monomer units via sulfur atoms, particularly resistant polymers are obtained whose good mechanical properties are maintained even at temperatures well above 200 ° C., so that continuous use is possible up to 240 ° C., depending on the load. Polyphenylene sulfide (PPS) can withstand short-term exposure to temperatures up to 270 ° C. They have only a low creep even at higher temperatures. Basically, a distinction is made between two different polyphenylene sulfide types: linear and crosslinked PPS. While in the latter case the branched polymer chains are reversibly linked by physical crosslinking points, the chains of the low-branched linear PPS attach themselves to highly ordered superstructures. This morphological structure is reflected above all in the mechanical properties. Thus, linear PPS has above all a higher toughness and higher elongation at break than crosslinked.

Polyphthalamide (PPA) sind thermoplastische aromatische Polyamide, die in amorpher oder teilkristalliner Form herstellbar sind, wobei im Rahmen der Erfindung die teilkristallinen Polyphthalamide aufgrund ihrer höheren Wärmeformbeständigkeit und geringeren Retardation bevorzugt werden.Polyphthalamides (PPA) are thermoplastic aromatic polyamides which can be prepared in amorphous or partially crystalline form, preference being given in the context of the invention to the semicrystalline polyphthalamides because of their higher heat resistance and lower retardation.

Die Polyphthalamide (PPA), für welche exemplarisch eine Formel in 4 gezeigt ist, wurden mit dem Ziel entwickelt, Kunststoffe bereitzustellen, die hinsichtlich ihres Herstellungsaufwands und ihrer Eigenschaften zwischen den technischen Kunststoffen (wie PA, PC, PET/PBT, POM) und den Hochleistungskunststoffen (wie PES, PEI) liegen. Jedoch rechtfertigt die bei über 300°C liegende Erweichungstemperatur bereits die Einordung in die Klasse der Hochleistungskunststoffe und ermöglicht den Einsatz bei Dauer-Betriebstemperaturen, denen beispielsweise Polyamid als technischer Kunststoff nicht standhält. Als Monomere zur Herstellung von Polyphthalamiden dienen Diamine unterschiedlicher Kettenlänge sowie die aromatische Dicarbonsäure Terephthalsäure, die unter Abspaltung von Wasser zu polymeren Makromolekülen kondensieren. Polyphthalamide werden in der Regel nur in modifizierter Form, d. h. verstärkt oder gefüllt, zum Einsatz gebracht. Sie besitzen eine hohe Chemikalien- und Wärmeformbeständigkeit sowie Dimensionsstabilität.The polyphthalamides (PPA), for which an example of a formula in 4 have been developed with the aim of providing plastics which, in terms of their production costs and their properties, lie between engineering plastics (such as PA, PC, PET / PBT, POM) and high-performance plastics (such as PES, PEI). However, the above 300 ° C lying softening temperature already justifies the classification in the class of high-performance plastics and allows use at continuous operating temperatures, which, for example, polyamide as a technical plastic does not withstand. As monomers for the preparation of polyphthalamides serve diamines of different chain length and the aromatic dicarboxylic acid terephthalic acid, which condense with elimination of water to polymeric macromolecules. Polyphthalamides are usually used only in modified form, ie reinforced or filled, used. They have a high chemical and heat resistance and dimensional stability.

Polyphthalamide werden unter den Handelsnamen Amodel (Lieferant Fa. Solvay), z. B. Amodel A 1150 HS BK328, Grivory (Lieferant Fa. EMS Chemie), z. B. Ultramid T, Akromid T, VESTAMID HTplus und Zytel HTN (Lieferant Fa. DuPont), z. B. Zytel HTN 51G50HSL BK083, angeboten.Polyphthalamides are sold under the trade name Amodel (supplier Fa. Solvay), z. B. Amodel A 1150 HS BK328, Grivory (supplier. EMS Chemie), z. Ultramid T, Akromid T, VESTAMID HTplus and Zytel HTN (supplier. DuPont), e.g. Zytel HTN 51G50HSL BK083.

So ist beispielsweise Grivory^® der Markenname einer Gruppe von erfindungsgemäß für das Schraubteil 10 und auch für das weitere Bauteil 20 einsetzbaren Thermoplasten auf der Basis von Polyphthalamid (PPA), zu der auch Copolyamide, wie PA 6T/6I (Copolymer bestehend aus Polyamid 6T, basierend auf Hexamethylendiamin, und Terephthalsäure, und aus Polyamid 6I, basierend auf Hexamethylendiamin und Isophthalsäure, z. B. bekannt unter dem Handelsnamen Grivory HTV-5H1 Black 9205) und PA 6T/66 (Copolymer bestehend aus Polyamid 6T-Bausteinen, basierend auf Hexamethylendiamin, und Terephthalsäure, sowie aus Polyamid 66-Bausteinen, basierend auf Hexamethylendiamin und Adipinsäure) gehören. Auch können z. B. Elends eingesetzt werden, wie z. B. ein Blend aus PA 66 und PA 6T/6I, welches unter dem Handelsnamen Grivory GV-5H natur bekannt ist. Die beiden Werkstoffe Grivory HTV-5H1 Black 9205 und Grivory GV-5H natur sind dabei thermoplastisch, teilkristallin sowie teilweise aromatisch und enthalten 50 Masseprozent Glasfasern. Sie zeichnen sich durch Spritzgießbarkeit, eine hohe Steifigkeit und Festigkeit, Dimensionsstabilität und Verzugsarmut, gute Chemikalienbeständigkeit und hohe Oberflächenqualität aus. For example, Grivory ^® is the brand name of a group of invention for the screw 10 and also for the other component 20 polyphthalamide (PPA) -based thermoplastics which also include copolyamides, such as PA 6T / 6I (copolymer consisting of polyamide 6T, based on hexamethylenediamine, and terephthalic acid, and of polyamide 6I, based on hexamethylenediamine and isophthalic acid, for example known under the trade name Grivory HTV-5H1 Black 9205) and PA 6T / 66 (copolymer consisting of polyamide 6T building blocks based on hexamethylenediamine, and terephthalic acid, as well as polyamide 66 blocks based on hexamethylenediamine and adipic acid). Also z. B. misery can be used, such. B. a blend of PA 66 and PA 6T / 6I, which is known under the trade name Grivory GV-5H nature. The two materials Grivory HTV-5H1 Black 9205 and Grivory GV-5H natural are thermoplastic, semi-crystalline and partly aromatic and contain 50 percent by weight of glass fibers. They are characterized by injection moldability, high rigidity and strength, dimensional stability and low distortion, good chemical resistance and high surface quality.

Diese Copolymere dürfen entsprechend der Norm DIN EN ISO 1874-1 (März 2011) auch als Polyphthalamide (PPA) bezeichnet werden, sofern der Gehalt an Terephthalsäure- und/oder Isophthalsäuregruppen mindestens 55 Molprozent des Dicarbonsäureanteils in den wiederkehrenden Struktureinheiten der Polymerketten beträgt. Hieraus wird u. a. deutlich, dass die Polyphthalamide (PPA) eine Untergruppe der Polyamide (PA) darstellen.These copolymers may be used according to Standard DIN EN ISO 1874-1 (March 2011) also be referred to as polyphthalamide (PPA), provided that the content of terephthalic acid and / or Isophthalsäuregruppen is at least 55 mole percent of the dicarboxylic acid content in the repeating structural units of the polymer chains. It becomes clear, inter alia, that the polyphthalamides (PPA) represent a subgroup of the polyamides (PA).

Polyamide (PA) sind linear aufgebaute thermoplastische mit sich regelmäßig wiederholenden Amidbindungen entlang der Molekülkette und werden den technischen Kunststoffen zugerechnet. Die Amidgruppe (-NH-) kann darin als Kondensationsprodukt einer Carbonsäure und eines Amins aufgefasst werden. Die dabei entstehende Bindung ist eine Amidbindung, die hydrolytisch wieder spaltbar ist, was dazu führt, dass Polyamide leicht von Säuren und oxidierenden Chemikalien angegriffen werden können. Polyamide werden bekanntermaßen wegen ihrer hervorragenden Festigkeit und Zähigkeit oft als Konstruktionswerkstoffe verwendet.Polyamides (PA) are linear thermoplastic with regularly repeating amide bonds along the molecular chain and are attributed to engineering plastics. The amide group (-NH-) may be understood therein as the condensation product of a carboxylic acid and an amine. The resulting bond is an amide bond that is hydrolytically cleavable, with the result that polyamides are easily attacked by acids and oxidizing chemicals. Polyamides are known to be often used as engineering materials because of their superior strength and toughness.

Die zwei technisch am häufigsten verwendeten Polyamide sind PA 6 (chemische Formel in 5b) und PA 66 (auch PA 6.6 – chemische Formel in 5c). Ihr Herstellungsprozess ist grundlegend verschieden, insofern Polyamid 66 durch eine Polykondensation unter Wasserabspaltung aus Hexamethylendiamin (HMD) und Adipinsäure hergestellt wird, während Polyamid 6 durch Ringöffnungspolymerisation aus ε-Caprolactam mit Wasser als Starter entsteht. PA 66 und PA 6 sind sich jedoch chemisch sehr ähnlich und weisen ähnliche physikalische Eigenschaften auf, da sie sich lediglich durch die gespiegelte Anordnung einer -CH₂-NH-CO-Gruppe unterscheiden.The two most commonly used polyamides are PA 6 (chemical formula in 5b ) and PA 66 (also PA 6.6 - chemical formula in 5c ). Their production process is fundamentally different in that polyamide 66 is prepared by polycondensation with elimination of water from hexamethylenediamine (HMD) and adipic acid, while polyamide 6 is formed by ring-opening polymerization of ε-caprolactam with water as a starter. However, PA 66 and PA 6 are chemically very similar and have similar physical properties because they differ only in the mirrored arrangement of a -CH ₂ -NH-CO group.

Weitere Polyamide sind PA 69 (auch PA 6.9 – hergestellt aus HMD und Azelainsäure), PA 612 (auch PA 6.12 – hergestellt aus HMD und Dodecandisäure), PA 11 (hergestellt aus 11-Aminoundecansäure), PA 12 (hergestellt aus Laurinlactam oder ω-Aminododecansäure), PA 46 (auch PA 4.6 – hergestellt aus Tetramethylendiamin und Adipinsäure), PA 1212 (auch PA 12.12 hergestellt aus Dodecandiamin und Dodecandisäure) sowie PA 612 (auch PA 6.12 – hergestellt aus Caprolactam und Laurinlactam).Further polyamides are PA 69 (also PA 6.9 - made of HMD and azelaic acid), PA 612 (also PA 6.12 - made of HMD and dodecanedioic acid), PA 11 (made of 11-aminoundecanoic acid), PA 12 (made of laurolactam or ω- Aminododecanoic acid), PA 46 (also PA 4.6 - prepared from tetramethylenediamine and adipic acid), PA 1212 (also PA 12.12 prepared from dodecanediamine and dodecanedioic acid) and PA 612 (also PA 6.12 - made from caprolactam and laurolactam).

Im Rahmen der Erfindung werden von diesen Polyamiden nur sogenannte kurzkettige eingesetzt, d. h. nur diejenigen, in deren Monomereinheiten bzw. Molekülen Amidgruppen durch sechs oder weniger als sechs kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sind. Dies wird durch 5a veranschaulicht. Der Index z bezeichnet dabei in den dargestellten Formeln eine Anzahl von jeweils aufeinanderfolgend angeordneten CH₂-Gruppen. Danach folgt noch als weitere kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppe die CO-Gruppe. Der Index z sollte erfindungsgemäß kleiner oder gleich 6 sein. Dies trifft insbesondere für die Polyamide PA 6, PA 66, PA 46 und PA 410 zu. Diese Polyamide (PA) weisen eine ausreichende chemische Ähnlichkeit zu den Polyphthalamiden (PPA) auf, um in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung 1 in der Paarung mit den Polyphthalamiden (PPA) die angestrebte langzeitliche Maximierung des Losdrehmomentes zu bewirken. Am Beispiel des PA 410 wird dabei deutlich, dass nicht sämtliche Amidbindungen des Polyamids durch sechs oder weniger kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sein müssen. Es genügt, wenn dies in einem Teil des Monomerbausteins der Fall ist.In the context of the invention, only so-called short-chain polyols are used, ie only those in whose monomer units or molecules amide groups are separated from one another by six or less than six carbon-containing functional groups. This is going through 5a illustrated. In the illustrated formulas, the index z designates a number of successively arranged CH ₂ groups. This is followed by the CO group as another carbon-containing functional group. The index z should be less than or equal to 6 according to the invention. This is especially true for the polyamides PA 6, PA 66, PA 46 and PA 410. These polyamides (PA) have a sufficient chemical similarity to the polyphthalamides (PPA) to in a screw according to the invention 1 in the pairing with the polyphthalamides (PPA) to achieve the desired long-term maximization of the loosening torque. It is clear from the example of PA 410 that not all amide bonds of the polyamide must be separated from one another by six or fewer carbon-containing functional groups. It is sufficient if this is the case in one part of the monomer unit.

Weitere erfindungsgemäß einsetzbare Polyamide (PA) sind neben den vorstehend genannten PA 6I (ein Homopolymer, basierend auf Hexamethylendiamin und Isophthalsäure) PA 6T (ein Homopolymer, basierend auf Hexamethylendiamin und Terephthalsäure), PA 9T (ein Homopolymer, basierend auf Nonamethylendiamin und und Terephthalsäure), PA 10T (ein Homopolymer, basierend auf Dekamethylendiamin und Terephthalsäure, z. B. bekannt unter dem Handelsnamen Grivory XE 4063 natur) und PA 11T (ein Homopolymer, basierend auf Undekamethylendiamin und Terephthalsäure, z. B. bekannt unter dem Handelsnamen Rilsan^® HT CESV P010 TL) und PA 66/6I (ein Copolymer bestehend aus Polyamid 66-Bausteinen, basierend auf Hexamethylendiamin und Adipinsäure, sowie aus Polyamid 6I-Bausteinen, basierend auf Hexamethylendiamin und Isophthalsäure).Further polyamides (PA) which can be used according to the invention are, in addition to the abovementioned PA 6I (a homopolymer based on hexamethylenediamine and isophthalic acid) PA 6T (a homopolymer based on hexamethylenediamine and terephthalic acid), PA 9T (a homopolymer based on nonamethylenediamine and terephthalic acid) , PA 10T (a homopolymer based on decamethylenediamine and terephthalic acid, eg. as known under the trade name Grivory XE 4063 natural) and PA 11T (a homopolymer based on Undekamethylendiamin and terephthalic acid, eg. as known under the trade name Rilsan ^® HT CESV P010 TL) and PA 66 / 6I (a copolymer consisting of polyamide 66 building blocks, based on Hexamethylenediamine and adipic acid, as well as polyamide 6I building blocks based on hexamethylenediamine and isophthalic acid).

Bei dem ebenfalls erfindungsgemäß einsetzbaren Werkstoff IXEF^® 1022/0008 handelt es sich um ein Polyarylamid mit 50 Masseprozent Füllstoff, also um ein aromatisches Polyamid.In the likewise according to invention material IXEF ^® 1022/0008 is an Polyarylamide with 50 percent by weight filler, that is an aromatic polyamide.

Wie bereits erwähnt, kann die bei der Herstellung plastifizierte polymere Masse einen Volumenanteil an Fasern im Bereich von 2,5% bis 75%, vorzugsweise aber einen Masseanteil im Bereich von 30% bis 70%, insbesondere 50, 60 oder 65 Masseprozent an Glasfasern, enthalten. Die Fasern können – insbesondere in einer Ausführung als Glasfasern – eine Länge im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm bis 0,5 mm, und einen mittleren Durchmesser im Bereich von etwa 3 μm bis 35 μm, vorzugsweise im Bereich von 5 μm bis 20 μm, aufweisen. Wie ebenfalls bereits erwähnt, sollte der Glasfaseranteil des weiteren Bauteils 20 sollte im Vergleich mit dem des Schraubteils 10 geringer gewählt werden, wobei der Unterschied der Faseranteile insbesondere im Bereich von 10% bis 40%, vorzugsweise im Bereich von 20% bis 30%, liegen sollte.As already mentioned, the plastic mass plasticized in the production can have a volume fraction of fibers in the range of 2.5% to 75%, but preferably a mass fraction in the range of 30% to 70%, in particular 50, 60 or 65% by mass of glass fibers, contain. The fibers may have a length in the range from 0.1 mm to 10 mm, preferably in the range from 0.2 mm to 0.5 mm, and an average diameter in the range from approximately 3 μm to 35 mm, in particular in a design as glass fibers μm, preferably in the range of 5 μm to 20 μm. As already mentioned, the glass fiber content of the other component should 20 should be compared with that of the screw part 10 may be selected to be smaller, wherein the difference in the fiber content should be in particular in the range of 10% to 40%, preferably in the range of 20% to 30%.

Zu den mechanischen Eigenschaften von faserhaltigen Kunststoffen sind Vergleichsuntersuchungen von jeweils mit 50% Glasfasern verstärktem PPA und PA bekannt. So wurde vom Hersteller EMS-Grivory u. a. die Druckfestigkeit des o. g. Werkstoffs Grivory HTV-SH1 (PPA) im Vergleich zu PA 66 und PA 6 in trockenem und in bei 23°C sowie bei 120°C konditioniertem Zustand untersucht (Kunststoffe 8/2007, Seiten 144–147). Die Druckfestigkeit nimmt bei allen Materialien vom trockenen zum konditionierten Zustand hin ab, wobei der PPA-Werkstoff von seiner Druckfestigkeit von 365 MPa im trockenen Zustand – der höchsten im Vergleich – nur rund 5% im konditionierten Zustand verliert. PA 66 und PA 6 verlieren hingegen rund 40% ihrer Festigkeit. Bereits im trockenen Zustand verfügen PA 66 und PA 6 mit 220 MPa bzw. 200 MPa über eine deutlich geringere Druckfestigkeit. Deutliche Unterschiede zeigen sich auch bei einer Einsatztemperatur von 120°C, wo Grivory HTV-SH1 vergleichsweise mehr als doppelt so druckbeständig ist. Beim Spannungs-Dehnungs-Verhalten unter Zugbelastung zeigen sich weitere charakteristische Unterschiede zwischen Grivory HTV-5H1 und PA 66. Während beide Materialien im trockenen Zustand vergleichbare Zugspannungen mit bis zu 250 MPa erreichen, wobei allerdings das Polyamid eine geringere Steifigkeit zeigt, werden im konditionierten Zustand signifikante Unterschiede deutlich. PA 66 weist aufgrund der aufgenommenen Feuchtigkeit bereits bei kleinen Zugspannungen ein viskoelastisches Verhalten auf und bricht bei Zugspannungen von rund 170 MPa. Grivory HTV-5H1 hingegen behält seine lineare Spannungs-Dehnungscharakteristik nahezu vollständig bis zum Bruch bei. Die Standardpolyamide PA6 und PA 66 verlieren durch den Kontakt mit Feuchte deutlich an Zugfestigkeit und Steifigkeit. Stattdessen büßt Grivory HTV-5H1 auch bei Wasserkontakt nur wenig von seiner Festigkeit ein.For the mechanical properties of fibrous plastics comparative investigations of each with 50% glass fiber reinforced PPA and PA are known. So was the manufacturer EMS Grivory u. a. the compressive strength of o. g. Material Grivory HTV-SH1 (PPA) compared to PA 66 and PA 6 in dry condition and conditioned at 23 ° C and at 120 ° C state (Kunststoffe international 8/2007, pages 144-147). The compressive strength of all materials decreases from the dry to the conditioned state, with the PPA material losing from its compressive strength of 365 MPa in the dry state - the highest in comparison - only about 5% in the conditioned state. By contrast, PA 66 and PA 6 lose around 40% of their strength. Even when dry, PA 66 and PA 6 with 220 MPa or 200 MPa have a significantly lower compressive strength. Significant differences also occur at a service temperature of 120 ° C, where Grivory HTV-SH1 is comparatively more than twice as resistant to pressure. The stress-strain behavior under tensile load shows further characteristic differences between Grivory HTV-5H1 and PA 66. While both materials reach comparable tensile stresses of up to 250 MPa in the dry state, the polyamide shows a lower rigidity, however, in the conditioned state significant differences significantly. Due to the moisture absorbed, PA 66 exhibits viscoelastic behavior even at low tensile stresses and breaks at tensile stresses of around 170 MPa. Grivory HTV-5H1, on the other hand, retains almost all of its linear stress-strain characteristics until breakage. The standard polyamides PA6 and PA 66 clearly lose their tensile strength and stiffness due to their contact with moisture. Instead, Grivory HTV-5H1 loses little of its strength even when in contact with water.

6 und 7 beziehen sich auf Untersuchungen zur Temperaturwechselbeständigkeit einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung 1. Bei diesen Untersuchungen wurde ein wie in 1 dargestelltes Schraubteil 10 eingesetzt, welches aus Grivory HTV-5H1 bestand. Die geometrischen Abmaße entsprachen dabei denjenigen eines Adapters der Nenngröße 12, welcher unter dem Namen Voss SV 232 bekannt ist und bevorzugt ein metrisches Außengewinde 13 M22 aufwies. Auch könnte der Adapter Voss SV 232 mit der Nenngröße 12 bevorzugt mit einem metrischen Außengewinde 13 M16 ausgeführt werden. Die Gewindeausführung kann generell insbesondere 2 bis 6 Gänge, vorzugsweise 4 Gänge, umfassen. 6 and 7 refer to investigations on thermal shock resistance of a screw according to the invention 1 , In these investigations, a as in 1 illustrated screw part 10 used, which consisted of Grivory HTV-5H1. The geometric dimensions corresponded to those of an adapter of the nominal size 12 , which is known under the name Voss SV 232 and preferably a metric external thread 13 M22 had. Also, the adapter could Voss SV 232 with the nominal size 12 preferably with a metric external thread 13 M16 be executed. The threaded design can generally comprise in particular 2 to 6 gears, preferably 4 gears.

Aus 9 und 10 sind verschiedene geometrische Grundgrößen des Adapters zu entnehmen. Dabei handelt es sich zunächst um eine axiale Länge L_A des Schraubteils 10 entlang seiner Längsachse X-X und um seinen Außendurchmesser D_SW, und zwar konkret um eine Schlüsselweite, also den Abstand von zwei einander gegenüber liegenden Schlüsselflächen 14, welcher bei einem dort erfolgenden Werkzeugangriff den Hebelarm der angreifenden Kraft und damit zusammen mit dieser das Einschraub- bzw. Löse-Drehmoment bestimmt. Des Weiteren handelt es sich um einen ersten Dichtdurchmesser D_D1 und um einen zweiten Dichtdurchmesser D_D2. An diesen Durchmessern D_D1, D_D2 erfolgt ein Stecken – z. B. eines in 10 dargestellten Steckerteils 30 – und/oder eine Abdichtung. Hierzu dienen die beiden in 10 gezeigten Innendichtungsringe 31. Wenn an diesen Stellen eine zu hohe Deformation auftritt, wird die Steckverbindung undicht oder das Steckerteil 30 lässt sich nicht stecken. Außerdem sind 9 der Außendurchmesser D_GA und der Kerndurchmesser D_GK des Außengewindes 13 dargestellt. Schließlich zeigen 9 und 10 einen Abrissdurchmesser D_AB. Dieser Abrissdurchmesser D_AB ist beim Aufbringen eines zu hohen Einschraubdrehmomentes ausschlaggebend für eine Zerstörung des Schraubteils 10, weil dieses im Bereich des Abrissdurchmessers D_AB die geringste Wandstärke s_Wmin aufweist.Out 9 and 10 Different geometric basic sizes of the adapter can be seen. This is initially an axial length L _{A of} the screw 10 along its longitudinal axis XX and around its outer diameter D _SW , and specifically to a wrench size, ie the distance between two opposite key surfaces 14 which determines the lever arm of the attacking force and thus together with this the screwing or loosening torque at a tool attack there takes place. Furthermore, it is a first sealing diameter D _D1 and a second sealing diameter D _D2 . At these diameters D _D1, D _D2 is performed Plug - z. B. one in 10 shown connector part 30 - and / or a seal. The two serve in 10 shown inner seal rings 31 , If too high a deformation occurs at these points, the connector is leaking or the connector part 30 can not get stuck. Besides, they are 9 the outer diameter D _GA and the core diameter D _{GK of} the external thread 13 shown. Finally show 9 and 10 a tear diameter D _AB . This tear diameter D _AB is crucial in the application of excessive screwing for destruction of the screw 10 because this has the smallest wall thickness s _Wmin in the region of the tear-off diameter D _AB .

Konkret können für die geometrischen Größen bei dem genannten Adapter Voss SV 232 vorzugsweise folgende Werte vorliegen: L_A = 17,1 ± 0,1 mm, D_SW = 23,1 ± 0,1 mm, D_GA = 21,9 ± 0,1 mm, D_GK = 20,3 ± 0,1 mm, D_AB = 20,0 ± 0,1 mm, D_D1 = 15,8 ± 0,07 mm, D_D2 = 15,3 ± 0,05 mm. Specifically, the following values may preferably be present for the geometric variables in the aforementioned adapter Voss SV 232: L _A = 17.1 ± 0.1 mm, D _SW = 23.1 ± 0.1 mm, D _GA = 21.9 ± 0 , 1 mm, D _GK = 20.3 ± 0.1 mm, D _AB = 20.0 ± 0.1 mm, D _D1 = 15.8 ± 0.07 mm, D _D2 = 15.3 ± 0.05 mm.

Der Abrissdurchmesser D_AB befindet sich dabei in unmittelbarer Nachbarschaft eines als Scheibe ausgelegten Flanschansatzes 16 zum Angriff eines Schraubwerkzeugs. Anderseitig endet das Gewinde 13. An dieser Stelle befindet sich auf dem Schraubteil 10 auch ein Außendichtungsring 32 zur Abdichtung des Schraubteils 10 gegen das weitere Bauteil 20.The tear-off diameter D _AB is located in the immediate vicinity of a disk flange flange attachment 16 to attack a screwing tool. On the other side ends the thread 13 , At this point is located on the screw 10 also an outer sealing ring 32 for sealing the screw 10 against the other component 20 ,

Das weitere Bauteil 20, für das die beschriebenen Untersuchungen durchgeführt wurden, war ein Verteiler, der aus mit 30 Masseprozent Glasfasern verstärktem PA 66 bestand. Der Glasfaseranteil des weiteren Bauteils 20 lag also um 20 Masseprozent niedriger als der des Schraubteils 10 (50 Masseprozent Glasfasern). Die Schraubverbindung 1 wurde hergestellt, indem das Schraubteil 10 mit einem Anzugsmoment von 17 Nm in das weitere Bauteil 20 eingeschraubt wurde. Wie 6 zeigt, wurde dann bei der Temperaturwechselprüfung folgender Prüfzyklus zugrunde gelegt: eine Stunde bei Raumtemperatur (23°C), zwei Stunden bei –40°C, zwei Stunden bei Raumtemperatur (23°C), zwei Stunden bei 100°C, eine Stunde bei Raumtemperatur (23°C). Nach 0, 1, 5, 10, 25 und 100 Zyklen erfolgte eine Entnahme von Prüflingen, wobei an jeweils sechs Prüflingen die Losdrehmomente ermittelt wurden. Aus den in 7 grafisch dargestellten Ergebnissen geht hervor, dass auch nach 100 Temperaturwechselzyklen, mit denen die erfindungsgemäße Schraubverbindung 1 beaufschlagt wurde, noch ein Losdrehmoment von mehr als 4 Nm vorhanden war. Das entspricht rund 23,5% des Anzugsdrehmomentes. Die nachstehende Tabelle 1 zeigt die geforderten Sollwerte verschiedener Leistungskenngrößen sowie die erreichten Werte für eine erfindungsgemäße Schraubverbindung 1 im Überblick. Tabelle 1: Parameter Sollwerte Erfindungsgemäß erreicht Anszugsmoment in Nm 10–17 10–17 Abrissmoment in Nm ≥ 40 70 Verformungsmoment in Nm 20–25 > 25 Losdrehmoment in Nm > 0 5,5 The other component 20 for which the investigations described were made, was a manifold made of PA 66 reinforced with 30% by weight glass fibers. The glass fiber content of the other component 20 So was 20 percent less than that of the screw 10 (50% by weight glass fibers). The screw connection 1 was made by the screw part 10 with a tightening torque of 17 Nm into the further component 20 was screwed. As 6 shows, the following test cycle was then used in the thermal cycling test: one hour at room temperature (23 ° C), two hours at -40 ° C, two hours at room temperature (23 ° C), two hours at 100 ° C, one hour at Room temperature (23 ° C). After 0, 1, 5, 10, 25 and 100 cycles, samples were taken, with the loosening torques being determined on six samples each. From the in 7 Graphically presented results show that even after 100 cycles of thermal cycling, with which the screw connection according to the invention 1 was applied, nor a loosening torque of more than 4 Nm was present. This corresponds to around 23.5% of the tightening torque. Table 1 below shows the required setpoint values of various performance characteristics and the values achieved for a screw connection according to the invention 1 at a glance. Table 1: parameter setpoints Achieved according to the invention Starting torque in Nm 10-17 10-17 Demolition moment in Nm ≥ 40 70 Deformation torque in Nm 20-25 > 25 Loosening torque in Nm > 0 5.5

Hierbei ist unter dem Abrissmoment das Drehmoment zu verstehen, bei dem durch die Torsionsbelastung das Schraubteil 10 zu Bruch geht. Das zur Montage des Schraubteils 10 gewählte Einschraub- bzw. Anzugsmoment muss – wie eingangs schon erwähnt – unterhalb einer bestimmten „Festigkeitsgrenze”, wie des Abrissmoments oder eines Verformungsdrehmoments, des Schraubteils 10 bleiben. Insbesondere wird das Einschraubdrehmoment derart gewählt, dass keine bleibenden Beschädigungen, aber auch keine Verformungen entstehen können, die z. B. die Montage eines Steckerteils beeinträchtigen können. Unter dem Verformungsdrehmoment wird dabei das Drehmoment verstanden, bei dem eine Änderung des ersten Dichtdurchmessers D_D1 oder des zweiten Dichtdurchmesser D_D2 auftrat, die den jeweiligen Wert des Dichtdurchmessers D_D1, D_D2 auf einen Wert außerhalb des zulässigen Toleranzbereiches (also z. B. D_D1 = 15,8 ± 0,07 mm, D_D2 = 15,3 ± 0,05 mm) verschiebt. Generell sollte die Verformung nur zu Änderungen des ersten Dichtdurchmessers D_D1 oder des zweiten Dichtdurchmesser D_D2 führen, die unter 0,45%, vorzugsweise unter 0,33% des Wertes des jeweiligen Dichtdurchmessers D_D1, D_D2 liegen.Here, the demolition torque is to be understood as the torque at which by the torsional load the screw 10 to break. The assembly of the screw 10 selected screwing or tightening torque must - as already mentioned - below a certain "strength limit", such as the demolition torque or a deformation torque of the screw 10 stay. In particular, the screwing torque is chosen such that no lasting damage, but also no deformations can occur, the z. B. can affect the installation of a connector part. In this case, the deformation torque is understood to be the torque at which a change of the first sealing diameter D _D1 or of the second sealing diameter D _D2 occurred which reduces the respective value of the sealing diameter D _D1 , D _D2 to a value outside the permissible tolerance range (ie, for example. D _D1 = 15.8 ± 0.07 mm, D _D2 = 15.3 ± 0.05 mm). In general, the deformation should only lead to changes in the first sealing diameter D _D1 or the second sealing diameter D _D2 , which are below 0.45%, preferably below 0.33% of the value of the respective sealing diameter D _D1 , D _D2 .

Das in der Tabelle 1 aufgeführte Losdrehmoment von 5,5 bezieht sich auf einen Wert nach fünf Temperaturwechselzyklen und auf ein Anzugsmoment von 17 Nm. Das Losdrehmoment betrug also rund 32,4% des Anzugsmomentes.The loose torque of 5.5 listed in Table 1 refers to a value after five cycles of thermal cycling and to a tightening torque of 17 Nm. The loosening torque was thus about 32.4% of the tightening torque.

11 und 12 zeigen Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines in einer erfindungsgemäßen Schraubverbindung einsetzbaren Schraubteils. Dabei handelt es sich um eine Hohlschraube mit den gleichen Außenabmessungen wie die als erste Ausführung des Schraubteils 10 dargestellte Mutter. Bei dem Material handelte es sich ebenfalls um dasselbe, welches exemplarisch für die Mutter verwendet wurde. Auch die Hohlschraube ist ein Bauteil mit rotationssymmetrischem, insbesondere mit ringförmigem oder zumindest teilweise ringförmigem, Querschnitt. Der Grundkörper 12 hat die Gestalt eines Hohlzylinders und weist somit einen entlang der Längsachse X-X verlaufenden Innenkanal 15 auf, wobei dieser im Gegensatz zur Mutter einen Kopfverschluss 18 aufweist. Darüber hinaus nimmt der Kerndurchmesser D_GK des Außengewindes 13 vom Einschraubende der Schraube auf den Kopfverschluss 18 hin in axialer Richtung X-X hin ab. Mit der Schraube als Schraubteil 10 wurden auch die in Tabelle 1 wiedergegebenen Leistungsparameter erreicht. 11 and 12 show representations of another embodiment of an insertable in a screw according to the invention screw. It is a hollow screw with the same outer dimensions as the first embodiment of the screw 10 represented mother. The material was also the same, which was used as an example for the mother. The hollow screw is a component with rotationally symmetrical, in particular with annular or at least partially annular, cross-section. The main body 12 has the shape of a hollow cylinder and thus has an inner channel extending along the longitudinal axis XX 15 on, which in contrast to the mother a head closure 18 having. In addition, the core diameter D _{GK of} the external thread increases 13 from the screwed end of the screw on the head closure 18 towards in the axial direction XX down. With the screw as a screw part 10 The performance parameters given in Table 1 were also achieved.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen, insbesondere im Rahmen der Ansprüche andere Kunststoffmaterialien für das Schraubteil 10 und das weitere Bauteil 20, so wie sie auch in der Tabelle von 8 enthalten sind. Der Fachmann kann dabei die Erfindung auch durch weitere zweckmäßige technische Ausgestaltungsformen ergänzen, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Dies betrifft insbesondere die konstruktive Gestaltung des weiteren Bauteils 20. Bei dem Schraubteil 10 muss der Bereich zum manuellen Angriff oder zum Angriff eines Schraubwerkzeugs nicht – wie im Beispiel dargestellt – zwangsläufig ein als Scheibe ausgelegter Flanschansatz 16 sein. Die Schlüsselflächen 14 können sich auch auf dem Außenumfang des Grundkörpers 12 befinden. Das Losdrehmoment kann vorteilhafterweise in einem Bereich von 15% bis 45%, vorzugsweise in einem Bereich von 20% bis 35%, des Anzugsdrehmomentes liegen. The invention is not limited to the illustrated embodiments, but also includes all the same in the context of the invention embodiments, in particular in the context of the claims other plastic materials for the screw 10 and the other component 20 as well as in the table of 8th are included. The expert can also supplement the invention by further expedient technical embodiments, without departing from the scope of the invention. This concerns in particular the structural design of the other component 20 , At the screw part 10 For example, the area for manual attack or attack of a screwdriving tool does not necessarily have to have a flange attachment designed as a disk, as shown in the example 16 be. The key areas 14 can also be on the outer circumference of the main body 12 are located. The loosening torque may advantageously be in a range of 15% to 45%, preferably in a range of 20% to 35%, of the tightening torque.

Ferner ist die Erfindung bislang auch noch nicht auf die im unabhängigen Anspruch definierten Merkmalskombination beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.Furthermore, the invention has hitherto not been limited to the combination of features defined in the independent claim, but may also be defined by any other combination of specific features of all the individual features disclosed overall. This means that in principle virtually every individual feature of the independent claims can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Schraubverbindungscrew
1010: Schraubteil in 1 Screw part in 1
1212: Grundkörper von 10 Basic body of 10
1313: Außengewinde auf 12 External thread on 12
1414: Schlüsselflächen von 10 Key areas of 10
1515: Innenkanal in 12 Inner channel in 12
1616: Flanschansatz an 12 Flange approach 12
1818: Kopfverschlusshead closure
2020: weiteres Bauteil in 1 another component in 1
2121: Einschraubbereich von 20 Screw-in area of 20
2222: Grundkörper von 20 Basic body of 20
2323: Innengewinde in 25 Inside thread in 25
2525: Innenkanalinternal channel
3030: Steckerteilplug part
3131: Innendichtungsring in 10 Inner seal in 10
3232: Außendichtungsring um 10 (in 20)Outer seal around 10 (in 20 )
D_AB D _AB: AbrissdurchmesserDemolition diameter
D_D1 D _D1: erster Dichtdurchmesserfirst sealing diameter
D_D2 D _D2: zweiter Dichtdurchmessersecond sealing diameter
D_GA D _GA: Außendurchmesser von 13 Outside diameter of 13
D_GK D _GK: Kerndurchmesser von 13 Core diameter of 13
D_SW D _SW: Außendurchmesser von 10/SchlüsselweiteOutside diameter of 10 /Key-width
L_A L _A: axiale Länge von 10 entlang X-Xaxial length of 10 along XX
S_Wmin S _Wmin: minimale Wandstärke von 10 minimum wall thickness of 10
X-XX X: Längsachselongitudinal axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

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Norm DIN EN ISO 1874-1 (März 2011) [0054] Standard DIN EN ISO 1874-1 (March 2011) [0054]

Claims

Schraubverbindung (1) aus einem Schraubteil (10), wie einer Schraube, einer Mutter, einem Muffenteil, einem Rohrstecker, einem Rohrverbinder oder dergleichen, und einem weiteren Bauteil (20), wobei das Schraubteil (10) einen zylindrischen, aus Kunststoff bestehenden Grundkörper (12) aufweist, an dem sich ein Außengewinde (13) befindet, welches in ein Innengewinde (23) des weiteren, ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Bauteils (20) eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (12) des Schraubteils (10), zumindest im Bereich seines Außengewindes (13) entweder erstens aus einem Polysulfon oder zweitens aus einem Polyphthalamid besteht, wobei zumindest das Innengewinde (23) des weiteren, ebenfalls zumindest teilweise aus Kunststoff bestehenden Bauteils (20) im ersten Fall ebenfalls aus einem Polysulfon besteht und im zweiten Fall ebenfalls aus einem Polyphthalamid oder aus einem Polyamid, welches ein zumindest partiell aromatisches Polyamid ist, und/oder einem Polyamid mit Amidbindungen besteht, die in den Monomereinheiten des Polyamids durch sechs oder weniger kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sind.Screw connection ( 1 ) from a screw ( 10 ), such as a screw, a nut, a sleeve part, a pipe plug, a pipe connector or the like, and another component ( 20 ), wherein the screw part ( 10 ) a cylindrical body made of plastic ( 12 ), on which an external thread ( 13 ) which is in an internal thread ( 23 ) further, also made of plastic component ( 20 ) engages, characterized in that the basic body ( 12 ) of the screw part ( 10 ), at least in the region of its external thread ( 13 ) either firstly of a polysulfone or secondly of a polyphthalamide, wherein at least the internal thread ( 23 ) further, also at least partially made of plastic component ( 20 ) In the first case also consists of a polysulfone and in the second case also of a polyphthalamide or of a polyamide which is an at least partially aromatic polyamide, and / or a polyamide having amide bonds, in the monomer units of the polyamide by six or less carbon-containing functional groups are separated from each other.

Schraubverbindung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubteil (10) und/oder das weitere Bauteil (20) jeweils einstückig aus dem Polysulfon oder dem Polyphthalamid oder aus dem zumindest partiell aromatischen Polyamid oder aus dem Polyamid mit Amidbindungen besteht, die in den Monomereinheiten des Polyamids durch sechs oder weniger als sechs kohlenstoffhaltige funktionelle Gruppen voneinander getrennt sind.Screw connection ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the screw part ( 10 ) and / or the further component ( 20 ) each in one piece from the polysulfone or the polyphthalamide or from the at least partially aromatic polyamide or from the polyamide having amide bonds which are separated from each other in the monomer units of the polyamide by six or less than six carbon-containing functional groups.

Schraubverbindung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschraubdrehmoment des Schraubteils (10) in das weitere Bauteil (20) im Bereich von 10 Nm bis 17 Nm liegt.Screw connection ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the screw-in torque of the screw ( 10 ) in the further component ( 20 ) is in the range of 10 Nm to 17 Nm.

Schraubverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Losdrehmoment des Schraubteils (10) aus dem weiteren Bauteil (20) nach 100 Temperaturwechselzyklen zwischen –40°C und 100°C im Bereich von 2 Nm bis 5,5 Nm liegt.Screw connection ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the loosening torque of the screw ( 10 ) from the further component ( 20 ) after 100 cycles of thermal cycling between -40 ° C and 100 ° C in the range of 2 Nm to 5.5 Nm.

Schraubverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Oberfächenenergie des Schraubteils (10) und des weiteren Bauteils (20) größer ist als 40 mJ/m² und in einem Bereich bis zu einer bevorzugten oberen Grenze von 280 mJ/m² liegt.Screw connection ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the free Oberfächenenergie the screw ( 10 ) and the further component ( 20 ) is greater than 40 mJ / m ² and within a range up to a preferred upper limit of 280 mJ / m ² .

Schraubverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubteil (10) und/oder das weitere Bauteil (20) jeweils eine mittlere Rauhtiefe R_Z im Bereich von 0,05 μm bis 15,0 μm, vorzugsweise im Bereich von 5,0 μm bis 12,5 μm, – bestimmt nach DIN EN ISO 4287, Stand 2009 – aufweisen.Screw connection ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the screw part ( 10 ) and / or the further component ( 20 ) in each case have an average roughness depth R _Z in the range of 0.05 μm to 15.0 μm, preferably in the range of 5.0 μm to 12.5 μm, determined according to DIN EN ISO 4287, status 2009.

Schraubverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubteil (10) und/oder das weitere Bauteil (20) im Spritzgießverfahren hergestellt sind.Screw connection ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the screw part ( 10 ) and / or the further component ( 20 ) are produced by injection molding.

Schraubverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schraubteil (10) und/oder das weitere Bauteil (20) einen Volumenanteil an Fasern im Bereich von 2,5% bis 75%, vorzugsweise einen Masseanteil im Bereich von 30% bis 70%, insbesondere von 30, 50, 60 oder 65 Masseprozent an Glasfasern, enthalten.Screw connection ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the screw part ( 10 ) and / or the further component ( 20 ) contain a volume fraction of fibers in the range of 2.5% to 75%, preferably a mass fraction in the range of 30% to 70%, in particular of 30, 50, 60 or 65% by mass of glass fibers.

Schraubverbindung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bauteil (20) einen geringeren Faseranteil aufweist als das Schraubteil (10), wobei der Unterschied der Faseranteile bezogen auf die Gesamtmasse, insbesondere im Bereich von 10% bis 40%, vorzugsweise im Bereich 20% bis 30, liegt.Screw connection ( 1 ) according to claim 8, characterized in that the further component ( 20 ) has a lower fiber content than the screw part ( 10 ), wherein the difference of the fiber proportions based on the total mass, in particular in the range of 10% to 40%, preferably in the range 20% to 30, lies.

Schraubverbindung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Losdrehmoment des Schraubteils (10), aus dem weiteren Bauteil (20) in einem Bereich von 15% bis 45%, vorzugsweise in einem Bereich von 20% bis 35%, seines Anzugsdrehmomentes liegt.Screw connection ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a loosening torque of the screw ( 10 ), from the further component ( 20 ) is in a range of 15% to 45%, preferably in a range of 20% to 35%, of its tightening torque.