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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine keglige Schraube für geschäumte Kunststoffe, sowie eine Schraubverbindung unter Nutzung der Schraube.
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Stand der Technik
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Kunststoffe werden insbesondere wegen ihrer hohen Festigkeit und ihrem geringen Eigengewicht in vielen Anwendungsbereichen wie beispielsweise der Automobilindustrie eingesetzt. Zur lösbaren Verbindung von Kunststoffbauteilen werden Schraubverbindungen eingesetzt, an die besondere Anforderungen gestellt werden, die durch den Einsatz herkömmlicher Blech- oder Holzschrauben nicht oder nur unzureichend erfüllt werden.
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Aus dem Stand der Technik sind insbesondere gewindeselbstformende bzw. gewindefurchende Schrauben bekannt, die unter dem Begriff „Holzschrauben“ subsumierbar sind. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Kopf und einem Schraubenkern, der als langgestreckter Konus oder Kegel ausgebildet ist und an der Schraubenspitze mehr oder weniger spitz zuläuft. Der Schraubenkern ist von einer schraubenförmig umlaufenden Schneidflanke umgeben, die radial von dem Gewindegrund absteht, der mit einem mehr oder weniger scharfen Knick in die beiden Flanken des Schneidegewindes übergeht. Die Flanken sind ihrerseits mit einer konstanten Steigung vom Gewindegrund bis zur Flankenspitze versehen, so dass sich ein zwischen den beiden Flankenlinien liegender konstante Flankenwinkel ergibt. Derartige Schrauben werden zur Verschraubung auch von Kunststoffen eingesetzt.
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Zudem hat der Wettbewerb in der Automobilindustrie in Richtung Leichtbau zu einer immer breiter werdenden Anwendungspalette für Kunststoffe geführt, wobei zunehmend auch das physikalische Schäumen oder chemische Schäumen eingesetzt wird, um feinzellige Schaumstrukturen zu erhalten. Zudem sind solche Kunststoffe leicht und verringern das Gesamtgewicht der Konstruktion.
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Selbstfurchende Schrauben haben bei Verwendung in Kunststoffen, auch bei Verwendung in geschäumten Kunststoffen, den Nachteil, dass es beim Einschrauben zu Schädigungen des Kunststoffs, beispielsweise durch Aufplatzen des Schraubtubus oder Spannungsrissbildungen kommt.
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Die Gewindegeometrie diese Schrauben hat außerdem zur Folge, dass es keinen signifikanten Unterschied zwischen Anzieh- und Überdrehmoment gibt. Im schlimmsten Fall führt dies zum Durchdrehen der Schraube beim Montieren und zu einer Zerstörung der selbstgeformten Gewindegänge im Schraubtubus, die der Schraube Halt bieten sollten. Somit ist das gesamte Kunststoffteil nicht mehr brauchbar.
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In der
DE 20 2009 011 050 U1 ist eine Befestigungseinrichtung zum Eindrehen in einen Leichtbaustoff, wie Dämmmaterial bekannt. Als erstes Befestigungsmittel dient ein Schaft mit einem Aussengewinde, welcher sich an einem ersten Ende konisch verjüngt. An einem zweiten, dem ersten Ende abgewendeten Ende geht ein Aussengewinde aufweisender Stift als ein zweites Befestigungsmittel aus. Der Durchmesser des Stifts ist kleiner als der des Schafts. Der Stift weist an seinem dem Schaft abgewandten Ende einen Werkzeugeinsatz zur Übertragung des Drehmoments auf. Der Schaft und der Stift lassen sich zusammen in einem Arbeitsgang eindrehen. Zur Halterung eines Gegenstandes an dem Leichtbaustoff mittels der Befestigungseinrichtung ist jedoch ein zusätzliches Bauteil, beispielsweise eine Überwurfmutter notwendig, welche angezogen werden muss.
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In der
DE 10 2014 114 165 A1 wird eine Schraubverbindung mit einer Schraube mit stumpfkantigen Gewindegang vorgeschlagen. Die Schraube wird unter Verdichtung eines Polyurethan-Integralschaums in einen Schraubtubus eingeschraubt. Polyurethan-Integralschaumstoff entsteht durch die chemische Reaktion zwischen Polyolen und Isocyanaten. Durch die spezielle Zusammensetzung der Reaktionskomponenten entsteht an den Außenflächen der Formteile eine integrierte Haut. Diese besitzt eine Stärke von ca. 1-2 mm, ist mechanisch hoch beanspruchbar und weitgehend geschlossen. Der Schaumkern behält jedoch immer seine zellige Struktur. Der Schraubtubus ist aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt und nimmt die Schraube form- und kraftschlüssig auf.
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Um den Anforderungen der Automobilindustrie gerecht zu werden, die Emission von Schadstoffen zu reduzieren, muss das Gewicht des Fahrzeugs reduziert werden. Elastisches Polyproplyen (EPP) wird in der Automobilindustrie verwendet, um die Fahrzeuge leichter zu machen. Auf diese Weise kann die Masse beispielsweise von Sitzsystemen um bis zu 10 kg reduziert werden. Mit leichteren Autos sinken Kraftstoffverbrauch und Abgasemissionen, da sich der CO2-Ausstoß je 100 kg Fahrzeugmasse um ~10 g/km reduziert. EPP hat eine sehr hohe Festigkeit im Verhältnis zum Gewicht und wird daher bei einer Reihe von Anwendungen zur Unterstützung der Tragfähigkeit eingesetzt. EPP kann ohne große Verformung beträchtliche Lasten bewältigen.
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Bei Verwendung von Schrauben, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, würde das Material durch einen Schneidprozess zerstört werden, was dazu führt, dass die Schraube beim Montieren durchdreht und somit nicht im Material hält.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Schraube und eine entsprechende Schraubverbindung vorzuschlagen, welche die Halterung von Gegenständen in einem geschäumten Kunststoff verbessert, ohne dass zusätzliche Bauteile oder mehrere Arbeitsschritte benötigt werden, sondern im Gegenteil die Anzahl der Bauteile reduziert wird und somit eine kostengünstigere Schraube bereitgestellt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche 1 und 17 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird eine Schraube für eine Schraubverbindung in einem Trägerbauteil aus einem geschäumten Kunststoff und einem weiteren Bauteil bereitgestellt. Die Schraube weist einen Schraubenkopf und einen kegelförmigen Gewindeschaft auf. Der Durchmesser des Gewindeschafts nimmt vom Schraubenkopf zur Schraubenspitze ab. Der Schraubenkopf weist Formelemente zur formschlüssigen Verbindung mit einem Werkzeug auf. Die Formelemente dienen zur Übertragung eines Drehmoments.
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Ein Schraubengewindegang verläuft spiralförmig um den kegelförmigen Gewindeschaft. Ein Abstand einer Kante des Gewindegangs zu einer Schraubenmittelachse nimmt zumindest abschnittweise vom Schraubenkopf zur Schraubenspitze ab so dass bei Verbindung mehrerer Kanten des Gewindegangs außerhalb der Schraubenspitze einen stumpfen Kegel ausbildet. Der stumpfe Kegel des Gewindegangs ummantelt den kegelförmigen Gewindeschaft. Durch den kegelummantelten Kegel wird der geschäumte Kunststoff beim Eindrehen kontinuierlich geweitet. Dies hat den Vorteil, dass der geschäumte Kunststoff durch das Eindrehen der Schraube nicht zerstört wird, sondern rund um den Gewindeschaft lediglich komprimiert und verdrängt wird. Dadurch kann eine belastbare Verbindung zwischen dem geschäumten Kunststoff und einem Bauteil hergestellt werden.
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Durch das Verdichten und Verdrängen statt Schneiden während des Eindrehens kann sich der geschäumte Kunststoff besser an das Profil des Gewindegangs anpassen. Durch den kegelförmigen Verlauf des Gewindegangs kann beim Eindrehen der Schraube mit zunehmender Einschraubtiefe mehr Material verdrängt werden und die durch die Verdrängung entstehenden Rückstellkräfte des geschäumten Kunststoffes erhöhen ein Drehmoment der Schraube. Durch das erhöhte Drehmoment erhöht sich eine Klemmwirkung und die Schraube ist fest in dem geschäumten Kunststoff verankert ohne Verwendung eines Schraubdoms.
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Aufgrund der kegelförmigen Form der Schraube ist auch ein Vorbohren in dem geschäumten Kunststoff nicht notwendig.
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Es ist von Vorteil, dass zumindest abschnittsweise ein Abstand einer Kante des Gewindegangs zum Gewindegrund kleiner ist als ein Abstand des Gewindegrunds zur Schraubenmittelachse. Dadurch wird der Öffnungswinkel der kegligen Schraube vorgegeben. Bevorzugt ist das Verhältnis der beiden Abstände kleiner 1 und größer oder gleich 0,2.
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Der Öffnungswinkel des Gewindeschafts ist größer 3 Grad, bevorzugt größer 6 Grad und besonders bevorzugt größer 8 Grad. Ein Kegel mit einem Öffnungswinkel in dem beanspruchten Bereich kann nicht mehr als schlanker Kegel bezeichnet werden, da der Durchmesser des Kegels mit zunehmender Höhe nicht mehr langsam zunimmt. Durch die „starke“ Zunahme kann der geschäumte Kunststoff beim Eindrehen der Schraube mehr Material verdrängen, was zu einem verbesserten Halt innerhalb des Materials führt. Bei einem schlanken Kegel nimmt der Durchmesser des Kegels mit zunehmender Höhe nur langsam zu. Eine solche Dimensionierung würde dazu führen, dass der geschäumte Kunststoff beim Eindrehen nur geringfügig komprimiert werden würde und der geschäumte Kunststoff geschnitten wird.
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Die erfindungsgemäße Schraube weist vorteilafterweise Schraubengewindegänge mit Flankenwinkeln von 0-60 Grad, bevorzugt 30-60 Grad auf, gemessen von der Kantenspitze bis zum Schraubengrund. Damit ergibt sich eine stumpfe Form, wobei sich der Winkel über die Flanke verändern kann.
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Bevorzugt weist der Gewindegang die Form eines Spitzgewindes, eines Wirthworth Gewindes, eines Rohrgewindes, eines Trapezgewindes, eines Flachgewindes, eines Sägegewindes oder eines Rundgewindes. Diese Gewindearten haben die Gemeinsamkeit das die Flankenberührungen in der Regel nicht in einem spitzen Winkel zusammenlaufen und die Flankenwinkel in dem bevorzugten Bereich von 0 bis 60 Grad sind.
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Die stumpfen Schraubengewindegänge, aber auch ein ausgerundeter Übergang zwischen Flanken und Gewindegrund bedingen ein kerbfreies Gewindeprofil, das zu einer weiteren Verminderung der Kunststoff- bzw. Schaumstoffbeanspruchung führt. Der Übergang zwischen den Flanken und Gewindegrund kann insbesondere segmentweise erfolgen, wobei der äußere Gewindebereich als erstes Segment stumpfe Flankenwinkel von 30°-90° aufweist. Das zweite Segment im Übergang zwischen Flanke und Gewindegrund stellt einen tangentialen Übergang mit Winkeln von 140°-170° dar. Das dritte Segment umfasst den Gewindegrund zwischen zwei Flanken und stellt ein Kreissegment mit Winkeln von 170°-180° dar.
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Weiterhin wird bevorzugt, dass die kegelförmige Schraube so ausgebildet ist, dass der Schraubenschaft zumindest zwei Abschnitte mit jeweils einer Gewindeart aufweist, welche sich im Flankenwinkel unterscheiden. Dadurch ist es möglich abschnittsweise die Eigenschaften der Schraube zu variieren. Zum Beispiel kann in der Nähe der Schraubenspitze die Verdrängung des Materials vermindert sein, und dort der Schwerpunkt auf ein Einschneiden der Schraube im Material gelegt werden und die Verdrängung des Materials bevorzugt ab der Schraubenmitte in Richtung Schraubenkopf stattfindet. Dadurch nimmt beim Eindrehen der Schraube das Drehmoment zu und eine die Stabilität der Verbindung zwischen Schraube und geschäumten Kunststoff wird erhöht.
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Es wird bevorzugt, dass der Schraubengewindegang zumindest abschnittsweise abgerundete Flanken aufweist. Ein Einschneiden des Materials bedeutet auch immer eine Schwächung des Materials an der Schnittkante. Die abgerundeten Kanten verhindern, dass sich die Schraube in das Material schneidet. Stattdessen wird die Schraube durch Verdrängen und Verdichten in das Material eingeschraubt.
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Ein behutsames Verdrängen des Materials im geschäumten Kunststoff ergibt sich insbesondere dann, wenn der Abstand je nach Schraubenlänge und Schraubendurchmesser zwischen zwei Gewindegängen größer 2 mm ist, um möglichst wenig Material zwischen zwei Gewindegängen aufzureißen.
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Vorzugsweise besitzt die Schraube mindestens eine Gewindeschneide, welche an den Gewindegang angeformt ist. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Gewindeschneide an der Spitze des Gewindegangs geformt. Die Gewindeschneide unterstützt das Ausformen eines Gewindegangs beim Einschrauben. Der nötige Kraftaufwand für das Eindringen der Schraube in den Kunststoff wird reduziert.
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Nach weiteren vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung weist die Schraube eine Spitze zum Durchdringen des geschäumten Kunststoffes auf. An dieser Stelle ist der Gewindegang nicht abgerundet, sondern angespitzt bzw. scharfkantig. An dieser Stelle kann der Schraubengewindegang auch gewindeschneidend ausgebildet sein, um besser in das Trägermaterial eindringen zu können.
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Bevorzugt variiert der Gewindeabstand (Gewindesteigung) des Gewindegangs. Eine Variation der Gewindesteigung bedeutet, dass der Abstand zwischen benachbarten Gewindeumläufen nicht konstant ist. Durch die Änderung der Gewindesteigung wird das Material während des Einschraubens gestaucht oder gestreckt. Diese zusätzliche Verspannung des Materials mit der Schraube erhöht die Festigkeit der Verbindung. Nimmt der Gewindeabstand zum Schraubenkopf ab, dann entsteht eine höhere Reibung bzw. ein größeres Drehmoment zum Ende des Schraubvorgangs, wenn die Fläche durch die geringeren Gewindeabstände zunimmt.
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Hat die Schraube am Schraubenkopf einen Durchmesser von 4; 4,5; 5; 5,5 oder 6 mm und eine Länge von 9 bis 20 mm, dann können die meisten Schraubverbindungen im Automobilbau realisiert werden.
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Bevorzugt laufen zwei Flanken von aufeinanderfolgenden Gewindegängen in einem gemeinsamen Punkt am Gewindegrund oder sogar beabstandet vom Gewindegrund zusammen. Dadurch wird die Verdrängung des Materials durch eine vergrößerte Auflagefläche erhöht.
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Weiterhin wird bevorzugt, dass die Schraube eine festsitzende oder freidrehende Scheibe aufweist, deren Durchmesser größer ist als der des Schraubenkopfs. Die Größe der Scheibe ist dabei abhängig von der Ausgestaltung des Bauteils. Damit kann der Schraubenkopf knapp dimensioniert sein, da die Schraube beim Eindrehen auf den geschäumten Kunststoff trifft und die Kraft auf eine größere Fläche verteilt. Freidrehende Scheiben können bessere Fugenspalten garantieren. Festsitzende Scheiben entstehen durch Anpressen der Scheibe an den Schraubenkopf.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Schraubverbindung zwischen einem Trägerbauteil aus einem geschäumten Kunststoff und einem weiteren Bauteil. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schraube auf einen Schraubdom verzichtet werden. Durch die neuartige Profilgebung des Gewindegangs ist die Schraube geeignet, um eine hochbelastbare Verbindung zwischen einem geschäumten Kunststoff und einem Bauteil herzustellen. Durch das Verdichten und Verdrängen statt Schneiden während des Eindrehens kann sich der geschäumte Kunststoff besser an das Profil des Gewindegangs anpassen.
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Bevorzugt wird die Schraube in ein Trägerbauteil aus einem Kunststoff-Vollmaterial eingedreht. Zum Ansetzen der Schraube weist das Trägerbauteil vorzugsweise eine Einkerbung oder Vertiefung auf, welche eine Breite aufweist, die dem Durchmesser der Schraube an der Schraubenspitze entspricht. Durch das direkte Einschrauben der Schraube in das Vollmaterial entfallen zeit- und kostenaufwendige Konstruktionsberechnungen und Erprobungsschleifen für die für eine Auslegung eines Schraubtubus, da gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schraubtubus nicht notwendig ist. Durch die Vertiefung oder Einkerbung wird die optimale Position für die Ansetzung der Schraube zur Verschraubung bezeichnet und verhindert, dass die Schraube beim Ansetzen verrutschen kann und somit schräg, versetzt oder anderweitig falsch eingeschraubt wird.
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Bevorzugt ist der geschäumte Kunststoff ein geschlossenporiger Kunststoff, welcher insbesondere an der Oberfläche verdichtet ist. Besonders bevorzugt ist das Trägerbauteil aus expandiertem Polypropylen (EPP) gefertigt. EPP ist ein Schaumstoff aus expandierten, vorwiegend geschlossenzelligen Schaumstoffpartikeln. EPP zeichnet sich durch ein hervorragendes Rückstellverhalten und ein geringes Eigengewicht aus.
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Bei Spritzgussteilen aus geschäumtem Kunststoff kommt es beim Verschrauben mit herkömmlichen Schrauben zu einer Zerstörung des Kunststoffes, so dass eine herkömmliche Schraube in der Kunststoffschicht jeden Halt verliert und auch nicht ein zweites Mal eingedreht werden kann. Bei der erfindungsgemäßen Schraube wird der Kunststoff nicht zerstört, so dass ein Herausdrehen der Schraube jederzeit möglich ist.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, die alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der obigen Merkmale umgesetzt werden können, finden sich in der folgenden Beschreibung.
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Figurenliste
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Nachfolgend seien einzelne Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
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Darin zeigen
- 1 einen Schnitt durch mit einem Bauteil zu verbindendes Trägerbauteil mit einer Kegelschraube;
- 2 eine erfindungsgemäße Kegelschraube;
- 3 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Kegelschraube;
- 4 ein Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Gewindegangs.
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1 zeigt in Seitenansicht einen Schnitt durch ein geschäumtes Trägerbauteil 2. In diesem geschäumten Trägerbauteil 2 ist eine Einkerbung 13 vorgesehen, welche die Positionierung der Schraube 1 erleichtern soll. Das Trägerbauteil 2 weist einen Schaumgrad von 2 % bis 90 % auf. Das Trägerbauteil 2 ist bevorzugt aus einem geschlossenporigen Kunststoff, besonders bevorzugt elastischen Polypropylen gefertigt. Die Dichte des Trägerbauteils 3 ist weitestgehend konstant, d.h. die Oberfläche weist keine Haut auf. Mit der Schraube 1 wird ein weiteres Bauteil 3 mit dem Trägerbauteil 2 verbunden. Die erfindungsgemäße Schraube 1 wird direkt unter Verdichtung und Verdrängung in das Vollmaterial des Trägerbauteils 2 eingeschraubt. Das zwischen dem Trägerbauteil 2 und einer Scheibe 6 der Schraube 1 angeordnetes Bauteil 3 hat eine Öffnung 4, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Scheibe 6. Die genaue Größe der Scheibe 6 hängt von der Ausgestaltung des weiteren Bauteils 3 ab.
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2 zeigt eine erfindungsgemäße Schraube 1. Die Schraube 1 hat einen Schraubenkopf 5 mit Formelementen zur formschlüssigen Verbindung mit einem Werkzeug, wobei die Formelemente, beispielsweise Sechskantkopf, Längs- oder Kreuzschlitz oder mit Torx, zur Übertragung des Drehmoments dienen. Der Gewindeschaft 15 der Schraube 1 ist in einer kegelförmigen Grundform ausgebildet. Ein typischer Schraubendurchmesser am Schraubenkopf beträgt zwischen 4; 4,5; 5; 5,5 oder 6 mm bei einer Länge der Schraube von 9 bis 20 mm. Schraubenkopf 5 und Gewindeschaft 15 sind einteilig ausgebildet. Die Schraube 1 besitzt außerdem eine freidrehende Scheibe 6. Alternativ kann die Scheibe auch an den Schraubenkopf 5 festgepresst sein. Der Durchmesser der Scheibe 6 ist größer als der des Schraubenkopfs 5.
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Um den kegelförmigen Gewindeschaft 15 der Schraube 1 verläuft spiralförmig ein Gewindegang 7. Ein Abstand 16 einer Kante 12 des Gewindegangs 7 zu einer Schraubenmittelachse 11 nimmt zumindest abschnittsweise vom Schraubenkopf 5 zur Schraubenspitze 9 ab. Der Abstand 16 der Kanten 12 des Gewindegangs 7 zur Schraubenmittelachse 11 bildet zumindest abschnittsweise bei Verbindung 18 mehrerer Kanten 12 des Gewindegangs 7 außerhalb der Schraubenspitze 9 einen stumpfen Kegel aus, welcher den kegelförmigen Gewindeschaft 15 ummantelt. Die Profilgebung der Schraube 1 mit abgerundeten Gewindekanten 12 und ausgerundeten Gewindetälern erfolgt beim Eindrehen der Schraube 1 in das Trägerbauteil 2 und somit kein aufbrechen des Materials, sondern lediglich eine Materialverdrängung bzw. Verdichtung.
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Eine Schraubenspitze 9 der Schraube 1 ist am vom Schraubenkopf 5 abweisenden Ende des Gewindegangs 7 angeordnet, kann alternativ auch stumpf oder mit einer angeformten Gewindeschneide ausgebildet sein. Die Kanten 12 des Gewindegangs 7 sind abgerundet, alternativ stumpfkantig ausgebildet, so dass das Material des Trägerbauteils 2 während des Einschraubvorgangs nicht eingeschnitten wird.
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Die Gewindesteigung 8 gibt den Abstand zweier benachbarter Gewindeumläufe 7a, 7b des Gewindegangs 7 an. Der Gewindegang 7 hat einen Außendurchmesser 10. Der Quotient aus Gewindesteigung 8 und Außendurchmesser 10 des Gewindegangs 7 ist kleiner als bei herkömmlichen Kunststoffschrauben.
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In 3 ist gezeigt, dass zumindest abschnittsweise der Abstand x der Kante 12 des Gewindegangs zum Gewindegrund 14 der Schraube 1 kleiner ist als ein Abstand y des Gewindegrunds 14 zur Schraubenmittelachse 11. Weiter besteht die Möglichkeit, dass entlang des Gewindegangs 7 die Gewindesteigung 8 variiert. Um beim Einschrauben eine höhere Verspannung des Materials des Trägerbauteils 2 zu erreichen nimmt die Gewindesteigung 8 in Richtung der Schraubenspitze 9 zu. Dies bewirkt eine Stauchung des Materials, in das die Schraube 1 eingeschraubt wird. Alternativ kann eine Streckung des Materials im Trägerbauteil durch eine zunehmende Gewindesteigung 8 erreicht werden. Auch Ausführungsformen mit abwechselnder Gewindesteigung 8, z.B. zuerst zunehmend dann abnehmend und wieder zunehmend usw. oder umgekehrt, sind denkbar.
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Durch die doppelkegelförmige Ausbildung der Schraube 1, zum einen durch den kegelförmigen Gewindeschaft 15 und zum anderen durch den ebenfalls kegelförmigen Gewindegang 7 wird bewirkt, dass das Drehmoment durch eine verstärkte Verdrängung des Materials im geschäumten Kunststoff erhöht wird. Trägerbauteile 3 mit einem geringen Schaumanteil weisen eine gewisse Elastizität auf, so dass sich nach dem Herausschrauben der Schraube 1 das „Gewinde“ wieder zurückbilden kann. Eine Rissbildung oder ein Aufplatzen des Materials des Trägerbauteils 3 wird vermieden.
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Der Gewindeschaft 15 ist bevorzugt aus Vollmaterial ausgeführt, so dass die Schraube 1 nur als Befestigungsschraube eingesetzt werden kann. Es besteht allerdings auch die Möglichkeit den Gewindeschaft 15 als Hohlkörper (nicht gezeigt) auszubilden, so dass ein Schraubdübel geschaffen ist, in welchen handelsübliche Schrauben wie Blechschrauben, Holzschrauben, Kunststoffschrauben oder sonstige selbstschneidende Schrauben eingesetzt werden können. Es ist möglich, innen in dem Gewindeschaft 15 ein Gewinde vorzusehen, in das eine Schraube eingeschraubt werden kann.
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Die Schraube 1 kann aus Metall hergestellt sein, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium. Vorzugsweise wird sie jedoch aus dem gleichen Grundmaterial hergestellt, aus dem der Körper aus Schaumstoff besteht. Wenn ein EPP-Partikelschaum vorgesehen ist, so wird die Schraube 1 bevorzugt aus Polypropylen hergestellt oder aus einem verwandten Kunststoff, so dass ein auch ein einfaches Recyclen möglich ist.
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In 4 wird gezeigt, dass der Übergang zwischen Flanken 19 und Gewindegrund 14 zum Beispiel abschnittsweise verlaufen kann. Der äußere Gewindebereich in 4 weist als erstes Segment (Flanke 19) stumpfe Flankenwinkel w1 von 30-90° auf. Der Übergang zum weiteren Abschnitt bzw. Segment 20 kann als gerader Abbruch erfolgen. Das zweite Segment 20 im Übergang zwischen Flanke 20 und Gewindegrund 14 stellt einen tangentialen Übergang mit Winkeln w2 größer 90° dar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schraube
- 2
- Trägerbauteil
- 3
- weiteres Bauteil
- 4
- Öffnung
- 5
- Schraubenkopf
- 6
- Scheibe
- 7
- Gewindegang
- 7a
- Gewindeumlauf
- 7b
- Gewindeumlauf
- 8
- Gewindesteigung
- 9
- Spitze des Gewindegangs
- 10
- Außendurchmesser des Gewindegangs
- 11
- Schraubenmittelachse
- 12
- Kante
- 13
- Einkerbung
- 14
- Gewindegrund
- 15
- Gewindeschaft
- 16
- Abstand Kante Gewindegang zu Schraubenmittelachse
- 17
- Länge des Gewindeschafts
- 18
- Verbindung
- 19
- Flanke, erstes Segment
- 20
- zweites Segment
- 21
- Durchmesser Gewindeschaft
- α
- Flankenwinkel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202009011050 U1 [0007]
- DE 102014114165 A1 [0008]
