DE2501942A1 - Einschiebbares gewinde-befestigungselement - Google Patents

Einschiebbares gewinde-befestigungselement

Info

Publication number
DE2501942A1
DE2501942A1 DE19752501942 DE2501942A DE2501942A1 DE 2501942 A1 DE2501942 A1 DE 2501942A1 DE 19752501942 DE19752501942 DE 19752501942 DE 2501942 A DE2501942 A DE 2501942A DE 2501942 A1 DE2501942 A1 DE 2501942A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
threads
section
circular
fastener
diameter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752501942
Other languages
English (en)
Inventor
Dwight Francis Massoney
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Textron Inc
Original Assignee
Textron Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Textron Inc filed Critical Textron Inc
Priority to DE19752501942 priority Critical patent/DE2501942A1/de
Publication of DE2501942A1 publication Critical patent/DE2501942A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B15/00Nails; Staples
    • F16B15/06Nails; Staples with barbs, e.g. for metal parts; Drive screws

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dowels (AREA)

Description

  • Einschiebbares Gewinde-Befestigungselement Die Erfindung bezieht sich auf Befestigungselemente, insbesondere auf mit Gewinde versehene Befestigungselemente, die axial in ein verformbares Material eingetrieben und anschließend durch eine geringe Rotationsbewegung festgesetzt werden.
  • Es sind bereits Gewinde-Befestigungselemente mit auf Front- und Rückseite unterschiedlich abgeschrägten Gewindegängen benutzt worden, um hölzerne Elemente schnell und wirksam miteinander zu verbinden. Solche Gewinde-Befestigungselemente haben beispielsweise eine scharfe Schneidspitze und werden durch Hämmern oder in anderer Weise in das Holz eingetrieben und anschließend um eine Anzahl von Umdrehungen verdreht, um auf diese Weise die nötige festziehende Wirkung zu erzielen.
  • Diese Art Befestigungselemente werden einfach auf der Fläche angesetzt, wo sie eingetrieben werden sollen und dann durch Hämmern oder in anderer Weise durch die Holzfasern hindurchgetrieben.
  • Zum Verbinden von Kunststoffelementen miteinander werden solche Befestigungselemente im allgemeinen in ein vorgeformtes Loch im Kunststoffmaterial eingeschraubt, so daß die Gewindegänge sich auf kaltem Wege in dem Kunststoffmaterial ihre eigenen Gänge formen.
  • Für diese Zwecke gibt es verschiü-dene bekannte selbstschneidende Befestiqungselemente. Es besteht jedoch der Nachteil, daß Befestigungselemente beim Eintreiben in Kunststoffmaterial die Tendenz haben, aus der Richtung zu geraten, so daß sie schwierig über dem Loch oder der Öffnung zu positionieren sind. Das Personal kann diese Arbeiten dann nur mit erhöhtem Zeitaufwand ausführen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues verbessertes einschiebbares Gewinde-Befestigungselement zu schaffen, welches sich schnell, leicht und ohne Schwierigkeiten in verformbares Kunststoffmaterial einführen und anschließend mit weniger als einer vollen Umdrehung festsetzen läßt.
  • Diese Aufgabe wird gemäß anliegendem Anspruch 1 gelöst. Kurz gesagt läßt sich das erfindungsgemäße einschiebbare Befestigungselement vorteilhaft zur Verbindung von aus verformbarem elastischem Material bestehenden Bauteilen verwenden, welche vorgeformte Öffnungen oder Löcher zur Aufnahme des Schaftes des Befestigungselementes aufweisen. Das Befestigungselement wird eingetrieben, bis sein Kopf fest auf dem Material, welche die ihn aufnehmende Öffnung umgibt, aufliegt, und anschließend verdreht man das Befestigungselement etwa um 1/6 Umdrehung, damit sich die mehrlappigen Gewindegänge in dem verformbaren Material eingraben.
  • Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das erfindungsgemäß Befestigungselement einen mit Gewinde versehenen Schaft mit einem vorderen Führungsabschnitt, der mit im wesentlichen kreisrunden und im Durchmesser requzierten Gewindegängen versehen ist, und einen hinteren Abschnitt, der im wesentlichen unrunde mehrlappige und im Durchmesser vergrößerte Gewindegänge trägt, die sich vom vorderen Führungsabschnitt bis zum Kopfabschnitt erstrecken. Zumindest im Bereich der unrunden Gewindegänge haben die Frontflanken der Gewindegänge eine Neigung von etwa 400 bis 600, so daß beim Durchstecken des Befestigungselementes durch das terformbare plastische Material dieses um den Gewindeschaft herumfließen kann. Nach dem Eintreiben des Befestigungselementes in das verformbare plastische Material füllt dieses im kalten Fluß den Raum zwischen den Gewindegängen.
  • Eine verbesserte Verriegel ungswirkung wird dadurch erreicht, daß die hinteren Flanken einen Anstieg in der 0 0 Größenordnung von etwa 0° bis 10 aufweisen, so daß an den Hinterkanten der Gewindegänge relativ scharfe Ecken entstehen. Nach dem axialen Einsetzen des Befestigungselementes verdreht man es um etwa 1/6 Umdrehung, soweit es sich um dreilappige Gewindegdnge handelt, damit die Gewindelappen sich in das verformbare plastische Material eingraben können. Diese Eingrabeaktion führt im wesentlichen zum vollständigen Ausfüllen der Nuten zwischen den Gewindegängen, verriegelt das Befestigungselement und verbindet somit die Bauteile fest miteinander.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit einer Zeichnung entnommen werden, in deren verschiedenen Ansichten gleiche Elemente oder Bauteile mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden. In dieser Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine separate Darstellung eines erfindungsgemäßen Befestigungselementes vor dem Einsetzen in eine vorbereitete Offnung in verformbarem plastischen Material; Fig. 2 eine Stirnansicht des Schaftes des Befestigungselementes von Fig. 1; Fig. 3 und 4 je einen Schnitt im Verlauf einer Linie 3-3 bzw. 4-4 von Fig. 1; Fig. 5 einen Längsschnitt durch das die Öffnung aufweisende Stück des verformbaren plastischen Materials mit eingesetztem Befestigungselement, unter Darstellung des plastischen Materialverhaltens, während das Befestigungselement vorwärtsgetrieben wird; Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie in Fig. 5, jedoch nach dem vollständigen Eintreiben des Befestigungselementes, mit in den Zwischenraum zwischen den Gewindegängen eingeflossenem plastischem Material; Fig. 7 einen vergrößerten Ausschnitt mit dem Fluß des verformbaren plastischen Materials zwischen die Gewindegänge, nachdem das Befestigungselement um eine 1/6 Umdrehung verdreht wurde, und Fig. 8 einen vergrößerten Querschnitt im Bereich eines Greifabschnittes mit dreilappig ausgebildeten Gewindegängen, welche durch eine Eingrabewirkung im Material das Befestigungselement verriegeln.
  • Das in Fig. 1 separat dargestellte erfindungsgemäße einschiebbare Gewinde-Befestigungselement 10 ist zum Einsetzen in eine Öffnung 14 in einem Körper 12 aus verformbarem plastischem Material vorgesehen. Es soll beispielsweise ein Element 16, dessen Öffnung 18 die Öffnung 14 überdeckt, in dieser Lage an dem Körper 12 befestigt werden. Das Einsetzen des hierfür benutzten Befestigungselementes 10 wird nachfolgend beschrieben.
  • Das Befestigungselement 10 besitzt einen Kopfabschnitt 20, der jede beliebige konventionelle Gestalt besitzen kann, die zum Ansetzen eines Werkzeugs geeignet ist, um das Befestigungselement einzutreiben und beim Verriegelungsvorgang über einen Bruchteil einer Umdrehung zu verdrehen. Ein vom Kopfabschnitt 20 ausgehender Gewindeschaft 22 ist unterteilt in einen vorderen Führungsabschnitt am vorderen Schaftende und einen hinteren Verriegelungsabschnitt 26 zwischen Führungsabschnitt 24 und Kopfabschnitt 20. Die Gesamtabmessungen des Verriegelungsabschnittes 26 können entsprechend dem Verwendungszweck des Befestigungselementes variiert werden.
  • Fig. 2 zeigt den Gewindeschaft 22 stirnseitig auf den Führungsabschnitt 24 gesehen, und in Fig. 4 ist dieser Führungsabschnitt 24 weiter hinten geschnitten., wo er noch eine im wesentlichen kreisrunde Querschnittskonfiguration besitzt. In Fig. 3 dagegen ist der Verriegelungsabschnitt 26 geschnitten, dessen Gewindegänge eine dreilappige Querschnittskonfiguration aufweisen, wobei wir drei Lappenabschnitte 26a, 26b und 26c unterscheiden.
  • Diese Lappenabschnitte 26a bis c graben sich in das verformbare plastische Material ein, wenn das Befestigungselement verdreht wird, und erzielen damit eine Verriegelungswirkung.
  • Gemäß Fig. 1 bilden die Gewindegänge, zumindest im Bereich des Verriegelungsabschnitts 26,einen Winkel A 0 in der Größenordnung von etwa 60 . Dabei ist der Frontflankenwinkel B in der Größenordnung von etwa 400 bis 600 und der hintere Flankenwinkel C in der Größenordnung von etwa 00bis etwa 200. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beträgt der Winkel B etwa 500 bis 550 und der Winkel C etwa 50 bis etwa 100. Auf diese Weise entstehen Gewindegänge mit relativ flach ansteigenden Frontflanken und scharfen Hinterflanken, so daß man die Gewindegänge des Befestigungselementes leicht mittels eines Schlagwerkzeugs-oder dergleichen durch verformbares plastisches Material 12 hindurchtreiben kant, ohne das Befestigungselement zu verdrehen. Man kann also das Befestigungselement mittels einer in Fig. 5 angedeuteten reinen Axialbewegung vollständig bis zum Anschlag des Kopfabschnittes 20 an der Frontoberfläche des Elementes 20 in der Umgebung der Öffnung 18 in Position eintreiben.
  • In Fig. 5 ist das Fließen bzw. der dehnbare Zustand des verformbaren plastischen Materials dargestellt, wenn es beim Durchlassen der Gewindegänge des Befestigungselementes aus seiner Normalposition nach außen gedrängt wird. Dies ist angedeutet durch Wölbungen 28 an der Innenoberfläche der Öffnung 14.
  • Wie in Fig. 6 dargestellt ist, fließt das Material durch Kaltfluß weitgehend in den Zwischenraum zwischen den Gewindegängen hinein. Die jetzt mit 28a bezeichneten Wölbungen werden durch die Elastizität und die Kaltfließeigenschaften des Materials bestimmt, welches die natürliche Tendenz besitzt, in seine ursprüngliche Lage zurückzukehren. Der Betrag des auf kaltem Wege in den Zwischenraum zwischen den Gewindegängen einfließenden Materials ist von dem Zeitraum abhängig über den sich das Befestigungselement bereits in Position befindet. Das vollständig eingetriebene Befestigungselement wird um eine 1/6 Umdrehung verdreht, soweit es sich um dreilappige Gewindegänge handelt, damit die bereits erwähnte Eingrabewirkung der Gewindegänge in dem verformbaren elastischen Material stattfindet. Diese Eintrabewirkung läßt das Material vollständig in den Zwischenraum zwischen den Gewindegängen hineinftießen, wie durch 28b in Fig.
  • dargestellt, so daß ein vollständiger Eingriff des Befestigungselementes im Material 12 erzielt wird. Durch das Verdrehen erhöht man auch die Axialspannung des Befestigungselementes im Material, so daß das Element 16 fest gegen den Körper 12 gedrückt wird, Die Verriegelungswirkung ist noch einmal in Fig. 8 dargestellt, wo ein Schnitt durch die in verriegelter Position befindlichen dreilappigen Gewindegänge gelegt ist. Die verriegelten Lappen 26a, 26b und 26 c des Befestigungselementes sind mit einer unterbrochenen Linie angedeutet; sie führen zu einer effektiven dreilappigen Verformung der ursprünglich runden Öffnung 14. Über den Umfang wechseln somit Lappen mit rel-ativ flachen Abschnitten ab. Die ursprüngliche Lage der Lappen ist in Fig. 8 durch eine strichpunktierte Linie mit der Bezugszahl 14a bezeichnet. Nach dem Verdrehen und dem Eingraben der Lappen in die zuvor flachen Wandabschnitte entsteht die mit unterbrochenen Linien angedeutete Konfiguration. Es sei noch erwähnt, daß die Anzahl der Lappen auf dem unrunden Verriegelungsabschnitt 26 des Befestigungselementes den Bruchteil der Umdrehung bestimmt, um den das B*eXestiungselement beim Festziehen verdreht werden sol? Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel, sondern umfaßt alle im Rahmen der Erfindung liegenden Möglichkeiten.
  • Zusammengefaßt betrifft die Erfindung ein einschiebbares Gewinde-Befestigungselement nebst Anwendungsverfahren zur Befestigung eines Werkstückes an einem aus verformbarem elastischem Material mit einer erheblichen Elastizität bestehenden Element. Das Befestigungselement besitzt einen Kopfabschnitt zum Ansetzen eines Treibwerkzeugs, mit dem man das Befestigungselement in das verformbare plastische Material eintreiben kann, bis dessen Kopfabschnitt an der umgebenden Oberfläche des Werkstücks aufliegt. Ein Frontabschnitt eines Gewindeschaftes trägt im wesentlichen kreisrunde Gewindegänge mit verringertem Durchmesser, und ein dahinterliegender Abschnitt, -der vom Führungsabschnitt bis zum Kopfabschnitt reicht, trägt im wesentlichen unrunde mehrlappige Gewindegänge mit vergrößertem Durchmesser.
  • Die Frontflanken der Gewindegänge haben einen relativ flachen Anstieg, damit das verformbare plastische Material leicht über die Gewindegänge hinweggleiten kann, wenn das Befestigungselement eingetrieben wird. Die Rückflanke der Gewindegänge weist dagegen einen steilen Anstiegswinkel auf, um dem Herausziehen Widerstand zu leisten.
  • Beim Setzen des Befestigungselementes, nachdem dieses ohne Verdrehung in das plastische Material eingeschoben oder eingetrieben wurde, formen die unrunden Gewindegänge am hinteren Abschnitt des Gewindeschachtes die Wandung der Ausnehmung in dem Material entsprechend unrund. Wenn man anschließend das Befestigungselement nach dem Einsetzen um eine Viertelumdrehung verdreht,.
  • erzielt man zwei Ergebnisse: Erstens greifen die Lappen am Schaft fest in die relativ flachen Wandabschnitte der Öffnungswandung ein, wobei eine Verriegelungswirkunge-rzielt wird, und zweitens wird das Befestigungselement fester angezogen.

Claims (4)

  1. Ansprüche
    Einschiebbares Gewinde-Befestigungselement zum zunächst rotationsfreien Eintreiben in eine in ein v'erformbares elastisches Materiat eingeformte Öffnung und zum anschließenden Festziehen durch Verdrehen im eingesetzten Zustand mit Verriegelungswirkung gegen unbeabsichtigtes~Verdrehen mit einem auf dem Material in der Umgebung der Öffnung aufliegenden Kopf und einem mit Gewinde versehenen Schaft, der nahe seinem in das Werkstück eintretenden Ende einen Abschnitt mit mehreren im wesentlichen kreisrunden Gewindegängen mit vom Ende ausgehend zunehmendem Spitzendurchmesser besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen diesem endseitigen ersten Abschnitt (24) und dem zum Eintreiben benutzten Kopf (20) ein zweiter Abschnitt (26) mit mehreren Gewindegängen (26a bis 26c) in unrunder mehrlappiger Konfiguration angeordnet ist, dessen unrunde Gewindegänge im Lappenbereich eine größere maximale Spitzenhöhe als die kreisrunden Gewindegänge im ersten Abschnitt aufweisen; und daß die kreisrunden und die unrunden Gewindegänge (24 und 26) je eine dem Schachtende zugekehrte schräge Frontflankenfläche, welche das leichte Hineingleiten des Befestigungselementes (10) in eine Öffnung (14) in dem verformbaren elastischen Material gestattet, und je eine dem Kopf (20) zugekehrte schräge Rückflankenfläche besitzen, die beide weich ineinander übergehend einen Scheitel bilden, über den das elastische Material (12) fließen und sich (bei 28) an den Scheitel beidseitig so anlegen kann, daß dem Herausziehen sich widersetzende Mittel gebildet werden, so daß nach einem Verdrehen des Befestigungselementes (10) um ein Bruchteil einer vollen Umdrehung die Lappenabschnitte (26a bis 26c) der hinteren unrunden Gewindegänge sich in das elastische Material (12 in Fig. 9) einkrallen und eine Verriegelungswirkung erzielen, welche einer unbeabsichtigten Verdrehung des Befestigungselementes widersteht.
  2. 2. Befestigungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unrunden, im Durchmesser vergrößerten Gewindegänge (26) im Durchmesser vergrößerten Gewindegänge (26) im Querschnitt ein Dreirund bilden (Fig. 3).
  3. 3. Befestigungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Durchmesser der dreirunden Gewindegänge (26) und deren kleinerer Durchmesser jeweils größer als der Durchmesser der kreisrunden Gewindegänge des ersten Abschnitts (24) sind.
  4. 4. Befestigungselement nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontflanke einen Anstieg (b) in der Größenordnung von etwa 400 bis 0 60 und die Rückflanke einen Anstieg (C) in der Größenordnung von etwa 0° bis 200 aufweist, so daß ein Gesamtwinkel (A) von etwa 600 gebildet wird.
DE19752501942 1975-01-18 1975-01-18 Einschiebbares gewinde-befestigungselement Withdrawn DE2501942A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752501942 DE2501942A1 (de) 1975-01-18 1975-01-18 Einschiebbares gewinde-befestigungselement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19752501942 DE2501942A1 (de) 1975-01-18 1975-01-18 Einschiebbares gewinde-befestigungselement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2501942A1 true DE2501942A1 (de) 1976-07-22

Family

ID=5936751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752501942 Withdrawn DE2501942A1 (de) 1975-01-18 1975-01-18 Einschiebbares gewinde-befestigungselement

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2501942A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3441784A1 (de) * 1984-11-15 1986-05-22 Velux GmbH - Bauzubehör, 2000 Hamburg Einschlagschraube
US5044855A (en) * 1990-08-31 1991-09-03 Nitto Seiko Co., Ltd. Thread-forming fasteners
DE19654947A1 (de) * 1996-04-01 1998-08-20 Wolfgang Arm Verbindungsverfahren
EP1520997A2 (de) * 2003-09-30 2005-04-06 Aktiebolaget SKF Lösbarer Druckstiftbolzen

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3441784A1 (de) * 1984-11-15 1986-05-22 Velux GmbH - Bauzubehör, 2000 Hamburg Einschlagschraube
US5044855A (en) * 1990-08-31 1991-09-03 Nitto Seiko Co., Ltd. Thread-forming fasteners
DE19654947A1 (de) * 1996-04-01 1998-08-20 Wolfgang Arm Verbindungsverfahren
EP1520997A2 (de) * 2003-09-30 2005-04-06 Aktiebolaget SKF Lösbarer Druckstiftbolzen
EP1520997A3 (de) * 2003-09-30 2006-04-19 Aktiebolaget SKF Lösbarer Druckstiftbolzen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE808510C (de) Einsatzkoerper zum Einschrauben in Bauteile und zur Aufnahme einer Maschinenschraube
DE4113381A1 (de) Verankerungsanordnung und verankerungsverfahren
DE1400879A1 (de) Befestigungsvorrichtung
DE29705916U1 (de) Selbstlochendes und gewindeformendes Verbindungselement
DE4041765C2 (de) Einschraubdübel
DE2047482A1 (de) Gewindebildende Schraube
DE1475035A1 (de) Befestigungselementpaar
DE2050703C3 (de) Eingängiges Gewindesystem für Bohrgestängeverbindungen und Bohrgestängeverbindung
DE2522729A1 (de) Schraubenzieher
DE2624968B2 (de) Befestigungselement, das von der Vorderseite eines plattenförmigen Bauelements her in einer Bohrung desselben mittels eines längsgeteilten Schafts verankerbar ist
DE1921868A1 (de) Selbstsperrende,mit Aussengewinde versehene Befestigungsschraube
EP0273863A1 (de) Bolzen und Gegenstück
DE2925526A1 (de) Befestigungselement und zugehoeriges werkzeug
LU80698A1 (de) Mechanische verbindungselemente und dazugehoeriges befestigungswerkzeug
DE4206440A1 (de) Gewindeformende schraube
DE2308557A1 (de) Selbsthemmendes befestigungselement
DE2501942A1 (de) Einschiebbares gewinde-befestigungselement
DE2550787A1 (de) Befestigungsmittel
DE1253959B (de) Expansionsduebel
DE6606708U (de) Einstueckige drehmomentsicherungsschraube
DE3338963C2 (de) Verkleidungsclip
DE4316808C2 (de) Spannstück für Rohrelemente
DE1575180A1 (de) Gewindemuffe
EP1498618A2 (de) Schraube für harte Werkstoffe
DE2214466A1 (de) Aus einem Schraubenzieher und Schraubengreifer bestehendes kombiniertes Werkzeug

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination