DE2719993C2

DE2719993C2 - Verfahren zur Herstellung selbstsichernder Gewindeelemente

Info

Publication number: DE2719993C2
Application number: DE2719993A
Authority: DE
Inventors: Richard Joseph Salem Mass. Duffy; Philip James Beverly Mass. Rodden
Original assignee: Nylok Fastener Corp Mt Clemens Mich; Nylok Fastener Corp
Current assignee: Nylok LLC
Priority date: 1976-05-04
Filing date: 1977-05-04
Publication date: 1986-03-13
Also published as: JPS52134650A; US4120993A; DE2719993A1; JPS6129789B2; CA1060190A; GB1566519A

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 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

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.

Beispiel I

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.

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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

Patentansprüche:

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.