DE2064182A1

DE2064182A1 - Anordnung zum Verbinden von Bau teilen

Info

Publication number: DE2064182A1
Application number: DE19702064182
Authority: DE
Inventors: Joseph H Hatboro Pa Wilkens (V St A)
Original assignee: Standard Pressed Steel Co
Current assignee: SPS Technologies LLC
Priority date: 1970-01-02
Filing date: 1970-12-29
Publication date: 1971-07-08
Also published as: NL7018953A; IE35091L; IE35091B1; GB1317319A; FR2074455A5

Description

PH y\06 29. Dezember 1970

Standard Pressed Steel Co., Jenkintown, Pa. /USA

Anordnung zum Verbinden von Bauteilen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Verbinden von Bauteilen.

Infolge der erhöhten Bedeutung des Gewichts bei der Gestaltung von verschiedenen Bauwerksteilen, besonders im Luftfahrtbereich, wird von verschiedenen verschleißbaren Materialien, die eine hohe Festigkeit - wie Kunststoffe besitzen₍ Gebrauch gemacht. Leider bereiten Bauelemente

, ORIGINAL INSPECTED

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axis diesen Materialien viele Schwierigkeiten, wenn sie mit anderen Bauteilgruppen durch verdrehbare Befestigungsmittel wie Schraubenbolzen od. dgl. verbtinden werden. Zum Beispiel weisen Schrauben herkömnlicher Art eine Auflagefläche auf,die in unmittelbarer Berührung mit der Oberfläche des zu verbindenden, verschleißbaren Bauteils steht. Außerdem kann die relative Gleitbewegung zwischen der Auflagefläche und dem Bauwerksteil ein Verschleißen oder Verformen der Bohrung verursachen. Wenn der Verschleiß oder die Verformung zu groß werden, wird es notwendig, das abgenutzte Bauteil auszuwechseln oder die Bohrung nachzuarbeiten und besondere übermäßige Schrauben zur Herstellung der Verbindung zu verwenden.

Zusätzlich zum Verschleißen oder Verformen der abnutzbaren Bauteile kommt eine andere Schwierigkeit, die auf der Berührung und der relativen Verdrehung der Schraube zum Bauteil beruht und zu Kratzern auf der Oberfläche des Bauteils führen kann. Diese Kratzer bedingen Spannungskonzentrationen im Bauteil und vermindern die Dauerstandfestigkeit der Verbindung. Die Dauerstandfestigkeit ist in solchen Anwendungsfällen von außerordentlicher Bedeutung, bei denen das Bauteil hoch beansprucht und dem Versagen durch Ermüdung ausgesetzt ist.

Bei dem Versuch, die zuvor aufgeführten Schwierigkeiten zu . 109828/1339

überwinden, wenn bei einer Verbindung mit einem verschleißbaren Bauteil eine Schraube oder ein ähnliches Befestigungsmittel verwendet wird, wurde verschiedentlich versucht, ein Gleitmittel an der Auflagefläche der Schraube vorzusehen. Wenn auch durch diese Verfahrensweise im allgemeinen die Reibung zwischen der Auflagefläche der Schraube und dem Bauteil vermindert wird, wird hierdurch nicht die Gleitbewegung an der Berührungsfläche vermieden, so daß die angegebenen Schwierigkeiten weiterhin bestehen.»

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anordnung zum Verbinden von Bauteilen vorzusehen, bei der die unmittelbare Gleitbewegung dos Verbindungsmittels an dem zu verbindenden Bauteil"vermieden ist,- so daß die Oberfläche des Bauteils nicht verformt oder zerkratzt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Schraube und ein Dichtungsring vorgesehen sind, daß die Schraube ein mit einem Gewinde versehendes Schaftstück und ein an einem Ende ausgebildetes Kopfteil aufweist, wobei das Kopfteil eine Auflagefläche und eine Deckfläche besitzt, die 'eich über der Auflagefläche erstreckt, daß der Dichtungsring mit einer glatten inneren Auflagefläche nahe der Auflagefläche der Schraube und einer glatten äußeren Auflagefläche versehen ist, die der inneren Auflagefläche gegenüberliegt, und daß der Dichtungsring ein

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ringförmiges Oberteil besitzt, das sich oberhalb der Auflageflächen des Dichtungsringes und über einen Teil der Oberkante des Kopfteils der Schraube erstreckt.

Erfindungsgemäß ist also eine Schraube vorgesehen, die ein mit einem Gewinde versehenes Schaftstück und ein vergrößertes Kopfteil mit einer Auflagefläche besitzt. Ein am Kopfteil der Schraube gehaltener Dichtungsring weist eine innere Auflagefläche, die an der Auflagefläche des Kopfteils der Schraube anliegt, und eine der inneren Auflagefläche gegenüberliegende äußere Auflagefläche auf„ Um die Reibung zu vermindern, ist ein geeignetes Gleitmittel im Auflagebereich von Schraube und Dichtungsring und falls erwünscht auf der äußeren Oberfläche des Dichtungsringes vorgesehen» Bei Gebrauch werden die Schraube und der Dichtungsring in ausgerichtete Bohrungen in zusammengesetzten, miteinander zu verbindenden Bauwerksteilen eingesetzt. Anschließend wird die Schraube verdreht, um die Verbindung herzustellen. Wenn sich die Schraube dreht, verharrt der Dichtungsring unbeweglich, was zur Folge hat, daß auf das Bauwerksteil keine Gleitbewegung wirkt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung zmn Verbinden von Bauteilen

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bestehend aus einer Schraube und einem Dichtungsring,

Fig. 2 eine teilweise gebrochene^Seitenansicht der Anordnung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Seitenansicht - teilweise im Schnitt -

einer Anordnung gemäß der Erfindung, eingelassen in ein Paar zu verbindender Bauteile.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, umfaßt eine erfindungsgemäße Anordnung zum Verbinden von Bauteilen, bestehend aus einer Schraube und einem Dichtungsring (= Dichtungsschraube),einen Schraubenbolzen 10 mit einem vergrößerten Kopfteil 12, an das sich ein mit einem Gewinde versehendes Schaftstück 14 anschließt, und einen am Kopfteil 12 angebrachten Dichtungsring 16. Beim Ausführungsbeispiel besitzt das Kopfteil 12 einen flachen Senkkopf, der einejkonische Auflagefläche 18 aufweist. Die Auflagefläche 18 erstreckt sich von der Deckfläche des Kopfteils bis zum oberen Ende des Schaftstücks 14. Es ist verständlich, daß der Senkkopf für die Arbeitsweise gemäß der Erfindung nicht notwendig ist, er sollte aber überstehend sein und mittels einer radialen Auflagefläche mit dem Schaftstück verbunden sein, wobei sich die Auflagefläche^vonyOberkante des Schaftstücks aus erstreckt. Eine geeignete Aussparung 20 ist in dem Oberteil des Kopfes 12 auegebildet und dient zur Aufnahme eines Werkzeugs, umden Schraubenbolzen in der Verbindungsstelle zu drehen.

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Das Schaftstück I4 umfaßt einen mit einem Gewinde versehenen Teil und ist gewöhnlich von der Art, daß das Gewindeteil mit einer mit einem Gewinde versehenen Bohrung in einem der Bauteile zusammenwirkt, die miteinander verbunden oder mittels einer Mutter zusammengehalten werden sollen.

Der Dichtungsring weist einen Teil 22 mit einer glatten konischen Mantelfläche, die der glatten Auflagefläche 18 des Kopfteils 12 entspricht, und einen ringförmigen Teil 23 auf, das sich in einem Winkel von dem Teil mit der konischen Mantelfläche und ein kurzes Stück nach innen über die Oberkante des Kopfteila 12 erstreckt. Bei dieser Anordnung wird der Dichtungsring durch die Schraube festgehalten. Es ist jedoch zu beachten, daß ein Zwischenraum "zwischen"demiDichtungsring und dem Kopfteil vorgesehen ist, so daß die Schraube in Bezug auf den Dichtungsring verdreht werden kann. Wie Pig. 2 zeigt, weist der Teil 22 mit tier konischen Mantelfläche des Dichtungsrings 16 eine innere Auflagefläche 24, die sich zur konischen Auflagefläche dee Kopfteils 12 erstreckt,und eine äußere · Auflagefläche 26 auf, die der inneren Oberfläche 24 gegenüberliegt, so daß sie sioh an der Oberfläche eines zu verbindenden Bauteils abstützt. Alle A\iflageflächen sind glatt. Eine der Auflageflächen im Berührungsbereich der Auflagefläche am Kopfteil der Schraube und der inneren

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Auflagefläche des Dichtungsringes sollten ein Gleitmittel enthalten. Bei der erläuterten bevorzugten Ausführungsform wird teflon als Gleitmittel verwendet. Außerdem besteht die ganze Oberfläche des Dichtungsrings aus einer derartigen Umkleidung, um die Anfertigung des Dichtungsrings zu erleichtern und um die Reibung an allen Auflageflächen zu vermindern.

Fig. 3 zeigt eine Verbindungsstelle unter Benutzung der beschriebenen Anordnung zum Verbinden von Bauteilen, Die Verbindungsstelle umfaßt die Bauelemente 28 und 30, die ausgerichtete Bohrungen zur Aufnahme des Schaftstücks der Schraube 10 aufweisen. Die Bohrung im Bauelement 28 ist versenkt, um die Dichtungsschraube aufzunehmen. Um einen bündigen Sitz zu gewährleisten, besitzt die Versenkung einen geringfügig größeren als normalen Winkel oder in entsprechender Weise weist die Auflagefläche 18 an der Schraube einen geringfügig kleineren als normalen Winkel auf, wodurch die Dicke des konischen Mantelflächenteils 22 des Dichtungsrings ausgeglichen werden kann.

Während des Zusammenbaues der Verbindungsstelle, d.h., wenn die Schraube 10 durch ein geeignetes Werkzeug verdreht wirdj setzt sich die äußere Auflagefläche 26 des konischen Mantelflächenteils auf die versenkte Oberfläche des Bauelements 28 und die Auflagefläche 38 ara Kopfteil

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der Schraube stützt sich an der inneren Oberfläche 24 des konischen Jlantelflächenteils des Dichtungsringes ab. V/enn die Schraube noch weiter gedreht wird, gleitet die Auflagefläche 18 der Schraube an der inneren Auflagefläche des konischen Mantelflächenteils. Aufgrund der Reibung zwischen der äußeren Oberfläche 26 und der Versenkung im Bauelement sowie der durch das Befestigungsmittel ausgeübten Spannkraft auf die Verbindung st ein Verdrehen des Dichtungsrings verhindert. Auf diese Weise entsteht keine Gleitbewegung bei dem Bauelement 28, wodurch die Bohrung abgenutzt oder verformt bzw. die Oberfläche des Bauelements verkratzt werden könnte. Demzufolge findet eine Dichtungsschraube gemäß der Erfindung bei verschleißbaren Bauelementen günstige Anwendung} eine solche Dichtungs^chraube kann aber auch bei Bauelementen aus anderem Material verwendet werden.

Wenn auch das, was augenblicklich als bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angesehen wird, beschrieben wurde, ist dem Sachkundigen klar, daß verschiedene Veränderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne dabei die Erfindung zu verlassen} es ist daher darauf abgestellt, daß alle derartige Veränderungen und Abwandlungen durch die Erfindung gedeckt sind.

PatehtanSprüche

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Claims

Patentansprüche

1.yAnordnung zum Verbinden von Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schraube (1O) und ein Dichtungsring (16) vorgesehen sind, daß die Schraube ein mit einem Gewinde versehenes Schaftstück (14) und ein an einem Ende ausgebildetes Kopfteil (12) aufweist, wobei das Kopfteil eine Auflagefläche (18) und eine Deckfläche besitzt, die sich über der Auflagefläche erstreckt, daß der Dichtungsring mit einer glatten inneren Auflagefläche (24) nahe der Auflagefläche der Schraube und mit einer glatten äußeren Auflagefläche (26) versehen ist, die der inneren Auflagefläche gegenüberliegt, und

daß der Dichtungsring ein ringförmiges Oberteil (23) besitzt, das sich oberhalb der Auflageflächen des Dichtungsrings und über einen Teil der Oberkante des Kopfteils der Schraube erstreckt.

2» Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Auflageflächen (18 bzw. 24«bzw. 26) ein Gleitmittel aufweist.

3, Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Auflagefläche (24) den Dichtungsringeο (16) ein GIe I tmi t toi an j.'w.i j.-: I,

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4· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Auflagefläche (26) des Dichtungsrings (16) ein Gleitmittel aufweist.

5· Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleitmittel eine Umkleidung aus Teflon vorgesehen ist.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläphen (18, 24 und 26) konisch ausgebildet sind.

7« Anordnung von Befestigungsmitteln, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Bauteile} eine Platte (28 bzw. 30) aus einem verschleißbaren Material mit darin vorgesehener Bohrung, eine ,.Schraube (10) mit einem Schaftstück (14)» das sich in die Bohrung erstreckt, und einem Kopfteil ""(12) im Bereich der Platte an einem Ende der Bohrung und

einen Dichtungsring (16), der an der Schraube angebracht ist und einen glatten Teil aufweist, der sich zwischen dem Kopfteil und der Platte befindet.

Anordnung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß in den Zwischenraum zwischen dem Kopfteil (12) der Schraube ('K)) und dem Dichtungsring (16) ein G töl QinfiGb3T.;hi, j el

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Dichtungsrings (16) als Lagerstelle (26) auf der Platte (28) ein Gleitmittel aufweist.

10. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Kopfteil (12) der Schraube (1O) eine konische Auflagefläche (18) aufweist und daß der Dichtungsring (16) ein Teil (22) mit einer konisch ausgebildeten Mantelfläche besitzt, die im Bereich der konischen Auflagefläche des Kopfteils ausgebildet ist.

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