DE2719993C2 - Verfahren zur Herstellung selbstsichernder Gewindeelemente - Google Patents
Verfahren zur Herstellung selbstsichernder GewindeelementeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung selbstsichernder Gewindeelemente durch Aufbringen
einer Schicht aus thermoplastischem Material auf ihre Gewinde, bei dem die Gewindeelemente auf eine Temperatur
oberhalb der Schmelztemperatur eines thermoplastischen Pulvers erwärmt werden und bei dem anschließend
ein Abschnitt des Gewindebereichs mit dem thermoplastischen Pulver besprüht wird.
Aus der US-PS 30 61 455 ist ein aus einem Gewindebolzen und einer Mutter bestehendes Befestigungselement bekannt, bei dem die auf den Gewindebolzen aufgeschraubte Mutter durch ein aus einer ersten und einer zweiten Komponente bestehendes Adhäsionsmittel gegen Verdrehen gesichert wird. Dabei werden die beiden Komponenten des Adhäsionsmittels auf verschiedene Gewindebereiche eines Gewindeelements aufgebracht. Zudem werden hier die beiden Komponenten des Adhäsionsmittels in Form von Flüssigkeiten und nicht als Pulver auf das Gewindeelement aufgespritzt.
Aus der US-PS 30 61 455 ist ein aus einem Gewindebolzen und einer Mutter bestehendes Befestigungselement bekannt, bei dem die auf den Gewindebolzen aufgeschraubte Mutter durch ein aus einer ersten und einer zweiten Komponente bestehendes Adhäsionsmittel gegen Verdrehen gesichert wird. Dabei werden die beiden Komponenten des Adhäsionsmittels auf verschiedene Gewindebereiche eines Gewindeelements aufgebracht. Zudem werden hier die beiden Komponenten des Adhäsionsmittels in Form von Flüssigkeiten und nicht als Pulver auf das Gewindeelement aufgespritzt.
Aus der US-PS 34 98 352 ist ferner bereits ein Verfahren bekannt, bei dem Gewindeelemente in erwärmten
Zustand längs einer Bearbeitungsstrecke transportiert werden, auf der ihr jeweiliger Gewindebereich mit einem
Strom von thermoplastischen Pulverpartikeln besprüht wird. Diese schmelzen an der jeweiligen Gewindeoberfläche
und bilden dort eine kontinuierliche Schicht, deren Dicke von der Einwirkzeit des Pulverstroms
auf den jeweiligen Gewindebereich und von der jeweiligen Gewindee'ementtemperatur abhängt. Ein
Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist, daß eine ausreichende Schichtdicke nur bei einer hohen Gewindeelementtemperatur
und bei einer langen Einwirkzeit des Pulverstroms auf dea jeweiligen Gewindebereich der
Gewindeelemente erreicht werden kann.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern,
daß das Aufbringen einer Schicht aus thermoplastischem Material auf die Gewindeelemente bei geringe-
j5 rer Gewindeeiementtemperatur und/oder kürzerer Einwirkzeit
des Pulverstroms auf den jeweiligen Gewindebereich möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemats dadurch gelöst, daß das thermoplastische Pulver mehrmals aufgesprüht
wird, wobei der jeweils neue Sprühvorgang erst nach Schmelzen des zuvor aufgebrachten Pulvers erfolgt.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Schicht aus thermoplastischem Material also durch
mehrmaliges aufeinanderfolgendes Besprühen desselben Gewindebereichs mit einem thermoplastischen Pulver
aufgebracht. Da dabei ein erneutes Besprühen des Gewindebereichs ers: erfolgt, wenn das zuvor aufgebrachte
thermoplastische Pulver im wesentlichen geschmolzen ist, haftet das bei einem zweiten oder weiteren
Sprühvorgang auf den Gewindebereich aufgebrachte thermoplastische Pulver an dem zuvor aufgebrachten,
bereits geschmolzenen thermoplastischen Material besonders gut. Dadurch ergibt sich auch der Vorteil, daß
eine feste und ausreichend dicke Schicht aus thermoplastischem
Material auf dem Gewindebereich bei einer insgesamt kurzen Einwirkzeit der aufeinanderfolgenden
Pulverströme gebildet wird.
Da beim erfindungsgemäßen Verfahren nach dem erstmaligen Besprühen eines Gewindebereichs ein erneutes
Besprühen desselben Gewindebereichs in Abhängigkeit vom Schmelzzustand des zuvor aufgebrachten
thermoplastischen Pulvers erfolgt, ist das Aufbringen einer ausreichend dicken Schicht aus thermoplastischem
Material auf den Gewindebereich auch bei einer niedrigen, nur unwesentlich über der Schmelztemperatur
des thermoplastischen Pulvers liegenden Gewindeelementtemperatur möglich.
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
die die Losung der gestellten Aufgabe begünstigen, sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Dabei bedeutet
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Form des selbstsichernden Gewindeelements, das gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt wurde;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang Linie Il-fl gemäß
Fig. 1 in vergrößertem Maßstab;
Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf eine Vorrichtung,
die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines Kunststoffauftrags auf der
Gewindefläche verwendet werden kann; und
Fig.4 eine schematische Teilaufsicht einer Anordnung
von Auftragsstationen für Kunststoffteilchen und die Stufen der Bildung eines Kunststoffauftrags auf die
Gewindefläche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in vergrößertem Maßstab, wobei Teile fortgelassen
wurden.
Die Erfindung wird anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben, bei der ein selbstsichernder
Kunststoffkörper auf einem.mit Außengewinde versehenen Gegenstand, wie z. B. einen Bolzen aufgebracht
wird; sie ist jedoch auch zur Herstellung eines selbstsperrenden Körpers auf Gegenständen mit Innengewinden,
wie z. B. Muttern, anwendbar.
Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Sperrbolzen 10, der erfindungsgemäß hergestellt wurde, trägt eine Ablagerung
12, d. h. eine Sperrschicht oder einen Kunststoffkörper aus zähem elastischem Harz, der in situ auf einem
ausgewähltem Bereich der Gewindefläche des Bolzens gebildet wurde, indem man feine Teilchen aus thermoplastischem
Kunstharz auf eine erwärmte Fläche des Gewinde- oder Befestigungselements aufbrachte und
schmolz. Zur Unterstützung des Auftrags der Kunststoffteilchen
kann im Verlaufe der Herstellung ein Grundier- oder Bindemittel (nicht dargestellt) vorgesehen
werden, das auch bessere Haftung zwischen der Bolzenfläche und der Sperrschicht ergibt. Die Sperrschicht
12 bedeckt die Gewindegründe 14, die schraubenlinienförmigen Gewindeflanken 16 und die Gewindespitzen
18 und ist so angeordnet, daß sie zwischen der Gewindefläche des Bolzens und dem zugehörigen Gewinde
eines komplementären Elements, mit dem der Bolzen zusammengebaut wird, zusammengedrückt
wird, um einen erhöhten Reibungswiderstand gegen ein unerwünschtes Lösen der verbundenen Gewindeelemente
zu erreichen.
Das Verfahren zur Herstellung solcher selbstsichernder Befestigungselemente wird im Zusammenhang mit
der in den F i g. 3 und 4 schematisch dargestellten Vorrichtung beschrieben, es kann jedoch auch mit einer
anderen Vorrichtung oder manuell durchgeführt werden. In der dargestellten Vorrichtung wird eine Reihe
von als Bolzen 10 dargestellten Gewindebefestigungselementen auf einerTransporteinrichtung zu den einzelnen
Verfahrensschritten transportiert. Die Transporteinrichtung hat getrennte, parallele, endlose T-ansportbändcr
20, die um Rollen 22 und 24 laufen, Die Bolzen sind vorzugsweise vertikal aufgehängt, wobei Teile der
Köpfe 26 auf den getrennten parallelen Transportbändern 20 ruhen, während die herabhängenden Teile für
eine Behandlung freiliegen.
Die Befestigungselemente werden zuerst durch eine Aufheizstation beweg1, die ein Ofen sein kann, vorzugsweise
aber eine Hochlrequenzheizvorrichtung ist. die
die aufeinanderfolgenden Befestigungselemente wahrend ihrer stetigen Vo-beibcwegung auf dem Transportband
aufheizen. Wie aus den Figuren ersichtlich, ist die Spule 28 der Heizvorrichtung in Bewegungsrichtung
der Befestigungselemente auf dem Transportband verlängert, um sie auf die gewünschte Temperatur zu bringen.
Von der Heizvorrichtung werden die Befestigungselemente 10 zu einer ersten Station 30 und dann zu einer
weiteren Station 32 bewegt, bei denen feine Plastikteilchen aufgetragen werden. An diesen Plätzen werden die
ίο feinen Plastikteilchen z. B. als gieichrnäßiger Strom in
Luftstrahlen durch die Düsen 34 auf die erwärmten Befestigungselemente gerichtet. Aus diesen Strömen werden
Plastikteilchen erweicht und durch die beträchtliche Wärme der Befestigungselemente auf ihrer Oberfläche
eingefangen.
Die Vorrichtungen zum Lenken der Teilchen gegen die Oberfläche der Befestigungselemente in den Stationen
30 sind 32 können ähnlich denen der US-PS 35 79 684 ausgebildet sein. Diese w- :.;en Mundstücke 34
auf, die als abgeflachte Enden rohriörniger Düsen 3b
ausbebildet sind, welche an einem Ende einer Rohrverzweigung 38 befestigt sind. Über Einlasse 40 wird
Druckgas zu den Rohrverzweigungen und über Einlasse 42 we-den Plastikteilchen zugeführt. Ferner ist eine Zuführungsvorrichtung
44 mit den benötigten Dimensionen für die Kunststoffteilchen angebracht, um die Teilchen
in die Leitungen 46 zu den Einlassen 42 und den Rohrverzweigungen 38 zu leiten, und ;nit einem beweglichen
Führungsteil 48 versehen, so daß die Teilchen auf die Einlaßöffnungen der Leitungen 46 so gerichtet werden
können, daß ein gewünschtes Maß an Teilchen den zwei Leitungen oder, falls gewünscht, alle Teilchen einer
einzelnen Leitung zugeführt werden können.
Im Gegensatz zu den in der US-PS 35 79 684 beschriebenen
Verfahren, bei dem die gesamie auf dem Befestigungselement vorgesehene Kunststoffmenge in
einer kontinuierlichen Stufe aufgebracht wird, vird die Geschwindigkeit der Zuführung der Kunststoffteilchen
in der ersten Station 30 und die Zeit, während der das Befestigungselement den Teilchenstrom auf der ersten
Station 30 ausgesetzt ist, so gesteuert, daß nur ein dünner Auftrag, der von praktisch einer einzigen Schicht
von Kunststoffteilchen bis zu vorzugsweise nicht mehr als etwa der Hälfte der gesamten gewünschten Kunststoffmenge
reichen kann, auf den Befestigungselementen in dieser ersten Station aufgebracht.
Die Bolzen werden von der ersten Station zur zweiten Station 32 zum Auftrag der Teilchen gebracht. Der
Abstand zwischen den Stationen ist so gewählt, daß die
so Zeit zwischen der ersten und der zweiten Station in bezug auf die Menge und die Schmelzeigcnschaften der
ruf cor ersten Station aufgebrachten Kunststoffteilchen
gesteuert ist. so daß der Kunststoffteilchenauftrag auf den heißen Oberflächen durch die Eigenwärne der Befestigungselemente
im wesentlichen vollständig geschmolzen ist und geschmolzene Oberflächen zum Einfang
weiterer Kunststoffteilchen auf der zweiten Station aufweist.
Die Befestigungselemente, die sich noch auf einer
Die Befestigungselemente, die sich noch auf einer
oo Temperatur oberhalb des Schmelzpunkts de;, Kunststoffs
befinden und den Kunststoffauftrag in geschmolzenem Zustand aufweisen, werden dann durch die zweite
Station 32 geleimt, in der feinere Kunststoffteilchen
aufgebracht werden. Der geschmolzene Kunststoff auf
tr. den Oberflächen der Befestigungselemente nimmt wirksamer
Lind gleichmäßiger zusätzliche Kunststoffteilchen auf als eine unbeschichtete, heiße Oberfläche der Befestigungselemente
Lind erzeigt einen schnellen Aufbau
der Kunststoffablagerung.
Besonders bei kleineren Schrauben mit begrenzter Wärmekapazität wurde festgestellt, daß ein erster dünner
Auftrag von Kunststoffteilchen leicht und schnell geschmolzen wi,-d und dann ein nachfolgender Auftrag ;
von Teilchen sowohl wirksam in der geschmolzenen ersten Ablagerung aufgenommen wird als auch in der
gewünschten Stellung zur Wärmeübertragung ist. so daß er schmelzen kann, selbst wenn die Temperatur
unter Werte gefallen sein mag. die zum Einfangen und in
Schmelzen von Teilchen auf einer Oberfläche einer Metallschraube verwendet werden.
Dies steht im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei dem der gesamte teilchenförmige Kunststoff in einer
einzelnen, relativ dicken Ablagerung aufgebracht wird. so daß die Schmelzwärme von dem Befestigungselement
durch die relativ lose Teilchenablagerung, die kaum leitfähig ist. geieitet werden muß und deswegen
höhere Temperaturen zum Schmelzen und Zusammenfließen des aufgetragenen Kunststoffs benötigt.
Wie deutlicher in F i g. 4 dargestellt, wird eine laufende
Reihe von Befestigungselementen an Teilchenauftragsstationen 30 und 32 vorbeitransportiert, so daß der
Zustand des aufgebrachten Kunststoffs auf einander folgenden Befestigungselementen den Zustand des aufgebrachten
Kunststoffs in aufeinanderfolgenden Zeiteinheiten nach Aufbringung der Teilchen zeigt. So ist der
Bolzen A ein erhitzter Bolzen unmittelbar vor Aufbringung der Teilchen.
Bolzen B ist ein erv, ärmter Bolzen IO direkt nach dem
Teilehenauftrag in der ersten Station, bei dem die freiliegende
Oberfläche des aufgebrachten Kunststoffs matt und pulvrig aussieht, während der Kunststoff im Bereich
der heißen Oberfläche des Bolzens zu erweichen oder zu schmelzen und an dem Bolzen zu kleben begonnen
u„. WjP1" jW auteebrachte tei!cher:förrr.i"e Kunsistoffmaterial
ein Gemisch von hochschmelzendem zähen Kunststoff, wie z. B. Nylon, und einem niedriger schmelzendem
Material mit guter Fähigkeit zur Benetzung der Metallflächen, z. B. Epoxy-Harz. ist. kommt es vor, daß
das Material, das der heißen Oberfläche des Bolzens 10 benachbart ist. an Epoxy-Material angereichert wird
oder im wesentlichen daraus besteht. Das heißt, zwei Faktoren scheinen die Anreicherung von Epoxy-Harz in
der Nähe der Bolzenoberflächen hervorzurufen:
1. die Epoxy-Teilchen im Gemisch, das gegen die heiße
Oberfläche prallt, werden schneller erreicht und benetzen damit die Bolzenoberflächen, als die Nylon-Teilchen,
so daß für eine gegebene Menge an Pulvergemisch, das auf die heiße Bolzenoberfläche
gerichtet ist. ein größerer Anteil an Epoxy-Teilchen als an Nylon-Teilchen von den heißen Oberflächen
festgehalten wird, und
2. wegen seiner größeren. Fließfähigkeit und Benetzbarkeit gegenüber der heißen Metallfläche wird
das geschmolzene Epoxy-Harz durch Oberflächenspannung zur Bedeckung der Metalloberfläche abgezogen
und tatsachlich wird es in einem gewissen Ausmaß in unteren Schichten der aufgebrachten
Teilchenschicht aus der Vermischung mit dem Nylon herausgezogen.
Bolzen C steüt einen erhitzter, Bolzen zu einem späteren
Zeitpunkt als Bolzen B dar und zeigt eine freie Oberfläche des aufgebrachten Materials, bei dem die
Oberfläche von Kantenteilen des Kunststoffmaterials auf den Boden Glanzentwicklung zeigt was anzeigt, daß
das abgelagerte Material nahezu vollständig geschmolzen ist, während das teilchenförmige Kunststoffmaterial
auf dem dickeren Bereich des aufgetragenen Kunststoffs mehr in der Mitte der Ablagerung auf der Oberfläche
des Bolzens sein mattes, glanzloses Aussehen von aufgetragenem Pulver noch nicht vollständig verloren
hat.
Bolzen D zeigt den Zustand des aufgetragenen Materials kurze Zeit nach Bolzen C1 wobei der gesamte Materialauftrag
eine glänzende Oberfläche aufweist, was anzeigt, daß das aufgebrachte Material vollständig geschmolzen
ist.
Bolzen E zeigt das Aussehen des Bolzens zu dem Zeitpunkt, in dem ein zweiter Pulverauftrag von der
zweiten Station 32 her auf das geschmolzene Material auf dem Bolzen erfolgt. Diese Oberfläche hat wie diejenige
des Bolzens B ein mattes pulvriges Aussehen, was zeigt, daß ua» jjeschmüizcnc Material von dem zweiten
Pulverauftrag bedeckt ist und diesen festhält.
Bolzen F zeigt den Zustand eines Bolzens kurze Zeit nach dein zweiten Auftrag des teilchenförmigen Materials
und zeigt die beginnende Entwicklung einer glänzenden Oberfläche, was bedeutet, daß das aufgebrachte
teilchenförmige Material schmilzt und mit dem geschmolzenen Körper des ersten aufgebrachten Materials
eine Einheit zu bilden beginnt.
Bolzen ·„; hat eine vollständig glänzende Oberfläche.
Dies ist ein Zeichen dafür, daß der zweite Teilchenauftrag vollständig geschmolzen ist und mit dem ersten
aufgebrachten Material verbunden eine kontinuierliche
Schicht 12 über den Gewindeflächen bildet. Die Bolzen, auf denen die beiden Materialablagerungen vollständig
geschmolzen sind, werden dann abgekühlt, um das Material in den festen Zustand zu überführen. Dies erfolgt
z. B. durch Eintauchen in eine wäßrige Lösung von »löslichem Qt«
Um den beschriebenen Ablauf in der oben beschriebenen Vorrichtung sicherzustellen, ist der Abstand zwischen,
den beiden Aufbringungspunkten für das teilchenförmige Material so, daß bei einer gegebenen Geschwindigkeit
der Bewegung der Bolzen 10 an den Auftragungspunkten 30 und 32 vorbei und bei einer bestimmten
Temperatur der Bolzen 10 in dem Zeitpunkt, in dem sie am ersten Auftragungspunkt vorbeilaufen,
genügend Zeit vorhanden ist, damit das zuerst aufgebrachte Material im wesentlichen vollständig geschmolzen
ist, wenn die zweite Auftragsstation 32 passiert wird. Als Beispiel und nicht zur Einschränkung sei erwähnt,
daß bei einer Zuführung von 1A2 " —13 Schrauben
in einer Menge von 300 Stück pro Minute, d. h. euier
linearen Geschwindigkeit von 9,5 cm/s und bei einer Bolzentemperatur von 2840C die Wirkung entsprechend
dem oben beschriebenen Ablauf bei einem Abstand der Auftragungspunkte von etwa 7,6 cm erreicht
wurde. Ein wichtiger Faktor des Systems ist das selbstregulierende Verhalten bei kleinen Änderungen in der
Bewegungsgeschwindigkeit der Bolzen. Das heißt, eine
Erhöhung der Geschwindigkeit, mit der die Bolzen an dem ersten Auftragungspunkt 30 vorbei bewegt werden,
führt zu einem etwas geringeren Auftrag von teilchenförmigen Material, der schneller schmilzt, so daß er
zu dem Zeitpunkt, in dem der Bolzen den zweiten Auftragungspunkt 32 erreicht, im wesentlichen vollständig
geschmolzen ist, obwohl eine kürzere Zeit für das Schmelzen zur Verfügung stand. Umgekehrt führen geringere
Geschwindigkeiten zu einer größeren Pulverablagerung an der ersten Station 32, lassen aber eine längere
Zeit zum Schmelzen dieser größeren Materialmen-
ge zu, bevor der Bolzen die zweite Auftragungsstation 32 erreicht.
Gegebenenfalls können weitere Auftragungsstationen für Kunststoffteilchen, d. h. mehr als zwei, verwendet
werden, wobei der Abstand so ist, da(3 Kunststoffteilchen,
die an einer Station aufgebracht werden, geschmoi'in
werden und eine geschmolzene Oberfläche zur Aufnahme von zusätzlichen Kunstsioffteilchen in
einer benachbarten weiteren Station aufweisen.
Die vorstehende Beschreibung bezog sich hauptsächlich auf die Behandlung von Befestigungselementen mit
Außengewinde, bei der die Befestigungselemente auf einem Weg durch Ströme von Plastikteilchen geführt
wurden, die im Abstand entlang den Weg der Befestigungselemente vorgesehen sind. Jedoch kann das Verfahren
auch durchgeführt werden, indem man eine begrenzte Zeit langTeilchen gegen ein erhitztes Gewindeeiciiicni.
uns sicii bewegen oder siiiisieheii kann, aufbringt
und diesen ersten Auftrag beendet, nachdem ein erster Anteil von Teilchen, der geringer ist als der für die
Selbstsicherung gewünschte Anteil, aufgebracht ist. Wenn der erste aufgebrachte Anteil von Kunststoffteilchen
soweit erweicht ist, daß er wirksam weitere Teilchen cinfangen und festhalten kann, können weitere
Teilchen gegen den erweichten Kunststoff gerichtet werden, um einen Auftrag bis zu einem gewünschten
Ausmaß aufzubauen.
Ferner kann auch das Verfahren zur Bildung einer Sperrschicht auf Befestigungselementen mit Innengewinde,
v.'ie z. B. Muttern, angewandt werden, in dem man das in der US-PS 38 58 262 beschriebene Verfahren
modifiziert. Das heißt, Kunststoffteilchen können durch eine der öffnungen einer Mutter auf einen gewählten
Bereich der Innengewindeflächen einer erwärmten Mutter während einer begrenzten Zeit gerichtet werden,
um einen ersten A.niei! von Teilchen aufzubringen.,
der geringer ist als die für die selbstsperrende Wirkung gewünschte Menge; nachdem der zuerst aufgetragene
Anteil an Kunststoff erweicht ist, können weitere Teilchen gegen den erweichten Kunststoff gerichtet werden,
um die Ablagerung in dem gewünschten Ausmaß aufzubauen.
Es wird angenommen, daß der Auftrag in getrennten Anteilen zusätzlich zu dem wichtigen Vorteil, daß durch
Verwendung von mehreren Auftragsstationen, die in Abhängigkeit von Zeit- und Temperaturbedingungen
entfernt voneinander vorgesehen sind, ein schnellerer und wirksamerer Auftrag von Kunststoffteilchen erfolgt,
auch eine günstigere Verteilung und bessere Eigenschaft der schließlich erhaltenen Harzschicht ergibt.
Das heißt, der Auftrag der ganzen Teilchenmenge in einer einzigen Aufbringungsstufe kann einen Aufbau
einer Kunststoffteilchenmasse bewirken, deren von der heißen Oberfläche des Befestigungselements entfernte
Teile nicht geschmolzen oder miteinander verlaufen sind. Zwar können diese Teilchen durch Wärme von den
Befestigungselement anschließend zu einer zusammenhängenden einheitlichen Masse verschmolzen werden,
jedoch kann durch die Zwischenteilchenräume in der aufgetürmten Teilchenmasse während des Zusammenlaufens
durch Schmelzen Gas eingeschlossen werden. Wenn das Harz in einem einzigen Auftrag aufgebracht
wird, bei dem die von der heißen Bolzenfläche entfernten Teilchen durch Aufhäufen der Teilchen an ihrem
Platz gehalten werden, kann die Verteilung des Kunststoffs in der schließlich erhaltenen Ablagerung zu einer
unerwünschten größeren Harzdicke entlang der Linie führen, auf der die Oberfläche des Bolzens in rechten
Winkel zu dem Strom der Kunststoffteilchen liegt. Dagegen werden bei mehreren Auftragungen von Kunststoffteilchen
in Abstand zueinander die ersten Teilchen zu einer dünnen Schicht verschmolzen und die später
aufgetragenen Teilchen aufgefangen und glatt in dem vorher geschmolzenen Kunststoff verteilt wirksam gehalten.
Auch werden die Teilchen in jeder Stufe in geringerer Menge aufgebracht, als bei einem einstufigen Verfahren
nötig wäre, so daß die Gefahr, daß durch eingeschlossenes Gas der Zusammenhalt verloren geht, geringer
ist. Von größerer Bedeutung ist jedoch, daß eine gleichmäßige Verteilung des Kunststoffs über die Oberfläche
des Bolzens sichergestellt ist, da das erste aufgebrachte Harz eine im wesentlichen gleichförmige Geis
samtablagerung auf der Bolzenoberfläche darstellt und diese geschmolzene Ablagerung dagegen gerichtete
Kunststoffteilchen wirksam halten kann.
in der US-PS 35 79 684 wurden die Vurieiie eiiiei
Beschichtung mit einem in der Wärme erweichbaren Grundier- oder Bindemittel auf dem Befestigungselement
vor seiner Erwärmung und Auftrag von Kunststoffteilchen für das Auffangen und Festhalten von Teilchen
zum Aufbau eines Sperrkörpers beschrieben. Hier wird jedoch vorzugsweise das Grundier- oder Bindcmittel
mit den Kunststoffteilchen der Sperrschicht kombiniert, indem man z. B. ein Pulvergemisch verwendet, das
durch Kombinieren eines geringeren Anteils, d. h. etwa 5 bis 35 Gewichtsprozent, an Teilchen eines Grundieroder
Bindemittels, wie z. B. Polyamidharzen, Epoxy-
jo Harzen, Resorzinaldehydeharzen und Kombinationen
hiervon, mit einem größeren Anteil, d. h. etwa 95 bis etwa 65 Gewichtsprozent, an Teilchen des Kunststoffmaterials,
das den Hauptkörper der Sperrschicht ausmacht, erhalten wurde, wobei beide Prozentsätze auf
j5 das Gewicht des Pulvergemisches bezogen sind. Bei einer
bevorzugten Ausfüh.rungsform hat das Gmndier-
oder Bindematerial einen niedrigeren Schmelzpunkt als das Kunststoffmaterial, ist flüssiger und kann leichter
die Gewindefläche benetzen, so daß es durch die Wärme des Schraubbolzens schmilzt und unter benetzen der
Gewindefläche fließt, um so die gewünschte Grundier- und Bindewirkung zu erzeugen. Es ist zu betonen, daß
bei dem mehrstufigen Teilchenauftrag ein großer Teil des Vorteils der teilcheneinfangenden Wirkung einer
getrennt aufgebrachten Grundierschicht durch vollständiges Schmelzen der ersten dünnen Schicht vor Auftrag
der für die gewünschte Sperrwirkung benötigten Teilchenmenge erhalten wird.
Die folgenden Beispiele dienen zur Verdeutlichung der Erfindung; jedoch ist die Erfindung nicht auf besondere
Verfahren, Temperaturen, Zeiten, oder andere in den Beispielen angegebene Einzelheiten beschränkt.
Schwarze Eisenbolzen der Größe 1,27 cm—33 cm
wurden auf einen Apparat gemäß Fig.3 aufgehängt, wobei ihre verbreiterten Kopfteile auf zwei Transportbändern
ruhen, während die Gewindeflächen zwischen den Bändern herabhingen und die zu beschichteten Bereiche
frei ließen. Den Transportbändern wurde eine Bandgeschwindigkeit von 9,5 Zentimeter pro Sekunde
entsprechend 300 Stück pro Minute gegeben und die Pulverzufuhr wurde so eingestellt, daß 85 Gramm pro
Minute eines Gemischs von etwa 90% Nylonpulver und 10% eines hitzehärtenden Epoxyharzpulvers zugeführt
wurden. Die Heizvorrichtung wurde so eingestellt, daß die die Heizvorrichtung verlassenden Bolzen eine Tem-
peratur von 284° Celsius besaßen. Die Düsenmundstükke wurden so ausgerichtet, daß sie Ströme des Pulvergemischs
gegen die Bolzen und gegen die Transportbänder richteten, um eine Schicht von etwa 9,5 mm entlang
der Bolzenachsen zu erzeugen, wobei der unterste Bereich des Harzes ungefähr zwei Gewindegänge vom
Solzenende entfprnt lag. Wie in Fig.3 dargestellt, war
die Pulverzufuhr einstellbar, so daß das Pulver in zwei Ströme aufgeteilt oder zu einem einzelnen Strom hin
gerichtet werden konnte.
Bei einem ersten Versuch war die Zufuhr so ausgerichtet, daß etwa die Hälfte des Pulvergemischs auf jede
Auftragsstation gegeben wurde. Es wurde festgestellt, daß das in der ersten Station aufgebrachte Material in
dem Zeitpunkt, in dem die Schrauben die zweite Station erreicht hatten, vollständig erweicht oder bis zu dem
Punkt geschmolzen war, an dem eine glänzende Oberfläche etiiwickeii wurde und daß das auf der zweiten
Station aufgebrachte Pulver die glänzende Oberfläche gleichmäßig bedeckte und sofort schmolz. Nach dem
Kühlen wurde festgestellt, daß die aufgebrachte Beschichtung gleichmäßig war und den Gewindekonturen
wirksam folgte. Es wurden Drehmomentversuche mit passenden Kadmium-überzogenen Muttern der Klasse
2 durchgeführt. Die beim ersten Festdrehen erreichten Werte waren durchschnittlich 13,46 Nm und die
beim ersten Lösen erreichten Werte durchschnittlich etwa 9,62 Nm.
Bei einem zweiten Versuch waren die Bedingungen dieselben wie im ersten Versuch, wobei jedoch das gesamte
Pulver von der Pulverzuleitung auf eine einzige Station gegeben wurde. Eine vollständige Kunststoffpulverbeschichtung
wurde auf das Schraubengewinde aufgebracht, zu einer zusammenhängenden Schicht verschmolzen
und gekühlt. Es wurde festgestellt, daß die Beschichtung beträchtlich dünner war als die Kunstharzbeschichtung
in dem ersten Versuch, obwohl eine zusammenhängende Beschichtung auch beim zweiten
Versuch gebildet worden war. Im Drehmomentversuch waren die Werte beim ersten Festdrehen durchschnittlich
etwa 9,62 Nm und büx\ ersten Lösen durchschnittlich
etwa 7,86 Nm.
■Beispiel II
fernten Pulverströme ließen auch eine größere Bearbeitungsgeschwindigkeit
als der einzelne Pulverstrom zu.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von selbstsichernden
Gewindeelementen, die auf ihrer Gewindefläche einen festhaftenden Kunststoffkörper besitzen, der einen starken
Reibungsschluß zwischen dem Element und einer angepaßten Gewindefläche erzeugt, bei dem feine Teilchen
von thermoplastischem Kunststoff in mehreren räumlich voneinander getrennten aufeinanderfolgenden
Anteilen unter Steuerung der Zeit und der Temperatur so auf eine erwärmte Gewindefläche aufgebracht werden,
daß ein erster Anteil durch die Wärme vor Auftrag eines nachfolgenden Teilchenanteils erreicht wird, um
das Haften der Teilchen von nachfolgenden Anteilen τ>. unterstützen und die Herstellung bei einer höherer
Herstellungsgeschwindigkeit und/oder geringeren Temperaturen als bisher zu ermöglichen.
20
25
30
35
40
45
Bei einem weiteren Vergleichsversuch unter denselben Bedingungen, wobei jedoch beim ersten Mal der
Pulverstrom auf 138 Gramm pro Minute und die Förderbandgeschwindigkeit auf 400 Stück pro Minute erhöht
worden waren, wurden die folgenden Werte für so das erste Festdrehen und das erste Lösen im Drehmomentversuch
erhalten, wobei beim ersten Mal der Pulverstrom aufgeteilt war und durch jede der beiden Stationen
die Hälfte hindurchlief, während beim zweiten Mal das Pulver durch eine einzige Station floß. Im Versuch
mit zwei Stationen waren die Drehmomentwerte für das erste Festdrehen durchschnittlich etwa 14.93 Nm
und für das erste Lösen durchschnittlich etwa 11,88 Nm.
Im Versuch mit einer einzigen Station waren die Drehmomentwerte für das erste Festdrehen durchschnittlich
etwa 5,43 Nm und für das erste Lösen durchschnittlich etwa 3,73 Nm.
Aus diesen Beispielen ist ersichtlich, daß die Verwendung von im Abstand befindlichen Pulverströmen beträchtlich
größere Beschichtungswirkung erg?b und beträchtlich größere Drehmomente beim Festschrauben
erzeugte, als wenn dieselbe Pulvermenge durch ein einziges Mundstück geblasen wurde. Die voneinander ent-Hierzu
1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung selbstsichernder Gewindeelemente durch Aufbringen einer Schicht aus
thermoplastischem Material auf ihre Gewinde, bei dem die Gewindeelemente auf eine Temperatur
oberhalb der Schmelztemperatur eines thermoplastischen Pulvers erwärmt werden und bei dem anschließend
ein Abschnitt des Gewindebereichs mit dem thermoplastischen Pulver besprüht wird, d a durch
gekennzeichnet, daß das thermoplastische Pulver mehrmals aufgesprüht wird, wobei
der jeweils neue Sprühvorgang erst nach Schmelzen des zuvor aufgebrachten Pulvers erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim ersten Besprühen des Gewindebereichs
mit dem thermoplastischen Pulver höchstens die Hääfte der insgesamt für die Schichtbildung
benötigten Materialmenge aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebereich mit einem
Strom thermoplastischer Pulverpartikel in einem Gasstrahl besprüht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindeelemente
(10) nacheinander längs einer Bearbeitungsstrecke transportiert werden, auf der die Gewindebereiche
der Gewindeelemente (10) an mehreren mit Abstand zueinander angeordneten Sprühstationen (30,32) jeweils
mit einem quer zur Bear'eitungsstrecke und
quer zur Längsachse der Gewindeelemente (10) ausgerichteten Strom von thermoi' »stischen Pulverpartikeln
besprüht werden, wobei der Abstand der Spruhstationcn (30, 32) voneinander in Abhängigkeit
von der Bewegungsgeschwindigkeit und der Temperatur der Gewindeelemente (10) sowie vom
Schmelzpunkt des thermoplastischen Pulvers derart bemessen wird, daß ein Gewindeelement (10) eine
nachfolgende Sprühstation (32) erst dann erreicht, wenn das bei der unmittelbar vorhergehenden
Sprühstation (30) auf seinen Gewindebereich aufgebrachte thermoplastische Pulver im wesentlichen
geschmolzen ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, zur Herstellung von selbstsichernden Gewindebolzen,
dadurch gekennzeichnel, daß die Gewindebolzen (10) mit ihren Achsen senkrecht verlaufend angeordnet
werden und daß die Ströme von thermoplastischen Pulverpartikeln waagrecht gegen die
Gewindebereiche der Gewindebolzen (10) gerichtet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplastisches
Pulver verwendet wird, das einen größeren Anteil feiner Partikel eines thermoplastischen Harzes und
einen geringeren Anteil eines thermoplastischen Bindemittels mit gegenüber demjenigen des thermoplastischen
Harzes niedrigerem Schmelzpunkt enthält.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: NYLOK FASTENER CORP., 48045 MT. CLEMENS, MICH., US |
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D2 | Grant after examination | ||
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