DE29505167U1

DE29505167U1 - Schraubverbindung

Info

Publication number: DE29505167U1
Application number: DE29505167U
Authority: DE
Original assignee: Wischerath Josef Co KG GmbH
Current assignee: RPC Wiko GmbH and Co KG
Priority date: 1995-03-27
Filing date: 1995-03-27
Publication date: 1995-05-18
Anticipated expiration: 2005-03-28

Description

S ehraubverb indung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schraubverbindung mit einem an einem ersten Teil vorgesehenen Gewindeabschnitt und einem an einem zweiten Teil vorgesehenen, mit dem Gewindeabschnitt des ersten Teils koppelbaren Kopplungsabschnitt zur lösbaren Verbindung des ersten Teils mit dem zweiten Teil.

Derartige Schraubverbindungen sind an sich bekannt. Bei herkömmlichen Gewindeverbindungen muß zu jedem Außengewinde ein entsprechendes Innengewinde oder umgekehrt hergestellt werden. Zur Herstellung der verschiedenen Gewinde sind die zugehörigen Fertigungsmittel vorzuhalten, was bei einer Vielzahl verschiedener Gewindetypen aufwendig ist. Gleiches gilt insbesondere auch für die Lagerhaltung solcher Schraubverbindungen. Bei den herkömmlichen Schraubverbindungen müssen die zu verbindenden Teile miteinander verschraubt werden. Dies ist selbst bei Teil- bzw. Vollautomatisierung des Verschraubens relativ zeitaufwendig und erfordert eine entsprechend angepaßte, relativ komplexe Vorrichtung.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schraubverbindung zu schaffen, bei der ein Teil ohne fertigungstechnischen Zusatzaufwand individuell an unterschiedliche Gewindeformen eines anderen Teils anpaßbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Schraubverbindung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an dem Kopplungsabschnitt mehrere, sich von einer im wesentlichen zylindrischen Wand weg erstreckende Vorsprünge aus thermoplastischem Material vorgesehen sind, die im verbundenen Zustand des ersten und zweiten Teils gegenüber ihrer Form vor dem erstmaligen Verbinden plastisch verformt sind und eine dem Gewinde des Gewindeabschnittes zumindest partiell angepaßte Kontur besitzen, die nach einem Auseinanderschrauben der Schraubverbindung erhalten bleibt. Durch die Anpassung des Kopplungsabschnittes des zweiten Teils an die Gewindeform des ersten

Teils können gleichartige zweite Teile mit verschiedenen ersten Teilen gekoppelt werden. Hierdurch kann der Herstellungsaufwand und die Lagerhaltung an zweiten Teilen erheblich reduziert werden. Zudem wird bei der erfindungsgemäßen Schraubverbindung die Montage deutlich vereinfacht und beschleunigt, da der zweite Teil einfach auf den Gewindeabschnitt des ersten Teils aufgepreßt wird. Bei dem Aufpressen bildet sich in dem zweiten Teil aufgrund der Materialeigenschaften desselben unter plastischer Verformung, insbesondere der Vorsprünge, eine dem Gewindeabschnitt des ersten Teils angepaßte Kontur aus, die selbst nach dem Auseinanderschrauben der Schraubverbindung erhalten bleibt. Hierdurch wird eine spielfreie Schraubverbindung erzielt. Nach der erstmaligen Ausbildung der Gewindekontur im Kopplungsabschnitt des ersten Teils funktioniert die erfindungsgemäße Schraubverbindung wie eine herkömmliche Schraubverbindung. Durch die Ausbildung der Vorsprünge wird ein übermäßiger Kraftaufwand beim Aufpressen des zweiten Teils vermieden, der beispielsweise beim Pressen in Vollmaterial auftreten würde.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind im verbundenen Zustand des ersten und zweiten Teils die Zwischenräume zwischen benachbarten Flanken des Gewindes des Gewindeabschnittes mit Material der gegenüber dem Zustand vor dem erstmaligen Verbinden verformten Vorsprünge ausgefüllt. Bei entsprechender Dimensionierung der Vorsprünge bzw. des verdrängten Volumens des Kopplungsorgans kann eine optimale Dichtwirkung des Gewindes erzielt werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Vielzahl von Vorsprüngen gleich beabstandet am Umfang des Kopplungsabschnittes angeordnet. Hierdurch kann ein Verziehen des zweiten Teils beim Aufpressen auf den Gewindeabschnitt des ersten Teils und somit eine nicht-zentrische Verbindung zuverlässig vermieden werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Flankenwinkel des Gewindes der zum zweiten Teil hinweisenden Flanke größer als der Flankenwinkel der von dem zweiten Teil wegweisenden Flanke. Dies ermöglicht eine Reduzierung der zum ersten Aufpressen erforderlichen Kraft. Die steilere Flanke des Gewindes des zweiten Teils wirkt einem Abstreifen der im ersten Teil ausgebildeten Gewindekontur entgegen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht des zweiten Teils vor dem Aufpressen,

Fig. 2 einen Schnitt durch das zweite Teil mit angedeuteter Innengewindekontur,

Fig. 3 eine Seitenansicht des ersten Teils mit Außengewinde,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem das zweite Teil entsprechend Fig. 1 dargestellt als Verschlußkappe ausgeführt ist,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Verschlußkappe nach Fig. 4, und

Fig. 6 eine Seitenansicht des als Behälterende ausgeführten ersten Teils nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Bei dem im folgenden erläuterten, in den Figuren 1 bis 3 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist das erste Teil 10 mit einem Außengewinde und das zweite Teil 20 mit einem Innenge-

winde dargestellt. Das zweite Teil 20 weist einen im wesentlichen zylinderförmigen, mit einem Gewindeabschnitt 11 des ersten Teils 10 zu verbindenden Kopplungsabschnitt 21 auf. Von einer zylindrischen Wand 22 des Kopplungsabschnittes 21 erstrecken sich vor dem erstmaligen Verbinden mit dem ersten Teil mehrere Vorsprünge 23 nach innen. Die Vorsprünge 23 stehen dabei rippenartig von der Innenwand des Kopplungsabschnittes 21 radial nach innen vor. Um ein einfaches Aufpressen des zweiten Teils 20 auf das erste Teil 10 zu ermöglichen, erstrecken sich die Vorsprünge 2 3 dabei im wesentlichen parallel zu der Verbindungsrichtung des ersten und zweiten Teils. Dabei ist die Länge der rippenartigen Vorsprünge so gewählt, daß diese zumindest der Gewindesteigung des Gewindeabschnittes 11 des ersten Teils 10 entspricht, um die Ausbildung entsprechender Prägungen in den Vorsprüngen 23 zur Erzielung einer tragfähigen Kontur an dem Kopplungsabschnitt zu gewährleisten. Hierzu können beispielsweise mehrere Vorsprünge 23 in einem gleichförmigen Muster auch in Verbindungsrichtung der beiden Teile versetzt an dem Kopplungsabschnitt 21 vorgesehen werden. Um in dem ersten gezeigten Ausführungsbeispiel eine optimale Dichtwirkung des Gewindes zu erzielen, sind die Vorsprünge 2 3 entsprechend der Gesamthöhe des Gewindeabschnittes 11 ausgebildet. Die Größe der Vorsprünge 2 3 kann derart gewählt werden, daß das beim erstmaligen Verbinden mit dem ersten Teil 10 verdrängtes Material des zweiten Teils 2 0 die Gewindezwischenräume 12 des Gewindeabschnittes 11 ausfüllt. Zur Ermöglichung der plastischen Formänderung sind die Vorsprünge 23 oder auch das gesamte zweite Teil 2 0 aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Besonders geeignet hierzu sind Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Um beim Aufpressen des zweiten Teils 20 auf das erste Teil 10 Fluchtungsfehler zu vermeiden, sind die Vorsprünge 2 3 gleich beabstandet am Umfang des Kopplungsabschnittes 21 angeordnet.

Die Gewindeform des Gewindeabschnittes 11 kann beliebig gewählt werden. Da das erste Teil 10 beim Aufpressen zur Aus-

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prägung der Gewindekontur in dem zweiten Teil 20 dient, ist das erste Teil 10 aus härterem Material, beispielsweise Metall, Glas oder PET zu wählen, als das zweite Teil 20.

Zur Erzielung einer geringen Preßkraft ist bei dem ersten Ausführungsbeispiel bei dem Gewinde des ersten Teils 10 der Flankenwinkel &agr; der zum zweiten Teil*20 weisenden Flanke 13 größer als der Flankenwinkel &bgr; der gegenüberliegenden Flanke. Vorzugsweise bewegt sich der Flankenwinkel &agr; in einer Größenordnung von 20° bis 40°. Im dargestellten Ausführungsbeispiel

ist ein Flankenwinkel &agr; von 30° und ein Winkel &bgr; von 19° vorgesehen.

Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das erste Teil eine Durchgangsöffnung auf, so daß es beispielsweise als Befestigungsmutter verwendet werden kann. Zu diesem Zweck kann das zweite Teil an seinem Außenumfang derart ausgeformt werden, daß ein Spannen mittels eines Werkzeuges ermöglicht wird. Das zweite Teil kann je nach Bedarf als Voll- oder Hohlkörper ausgebildet werden.

Obwohl in den Figuren das erste Teil mit einem Außengewinde und das zweite Teil mit einem Innengewinde dargestellt ist, können Innen- und Außengewinde an dem ersten und zweiten Teil auch vertauscht sein, d. h. die thermoplastischen Vorsprünge 23 können auch als sich nach außen erstreckende VorSprünge an einem Kopplungsabschnitt zur Bildung eines Außengewindes vorgesehen sein.

Zur erstmaligen Verbindung der Schraubverbindung wird das zweite Teil 20 mit den Vorsprüngen 23 in einfacher Weise auf den Gewindeabschnitt 11 des ersten Teils aufgepreßt. Das Aufpressen kann als eine im wesentliche lineare Bewegung erfolgen und vollautomatisiert durchgeführt werden. Beim Aufpressen wird der Kopplungsabschnitt 21 des zweiten Teils 20, im Falle eines Außengewindes, etwas aufgeweitet. Gleichzeitig

werden die Vorsprünge 2 3 plastisch deformiert und in die Gewindezwischenräume des Gewindeabschnittes 11 gedrückt. Bei entsprechender Dimensionierung der Vorsprünge 2 3 füllt das verdrängte Material die Gewindezwischenräume vollständig aus, so daß eine gute Dichtwirkung und Spielfreiheit der Schraubverbindung erzielt wird. Mit der Zeit stellt sich in den deformierten Bereichen des Kopplungsorgans 21 im Material ein Spannungsabbau ein, so daß nach einem Auseinanderschrauben der Schraubverbindung die im zweiten Teil 20 ausgeprägte Gewindekontur erhalten bleibt und zur erneuten, nun schraubenden Verbindung benutzt werden kann.

In den Figuren 4 bis 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das erste Teil 10 ist dabei als Verschlußkappe für einen Behälter 14, beispielsweise eine Flasche, ausgebildet und entspricht in seiner Ausgestaltung des Kopplungsabschnittes 21 der in Fig. 1 bzw. Fig. 2 gezeigten Ausführungsform. Im Gegensatz dazu ist bei der Verschlußkappe eine Stirnseite des zweiten Teils 2 0 als durchgehende Wand 24 ausgebildet, von deren Innenseite ein ringartiger Vorsprung 25 hervorsteht. Im verbundenen Zustand des ersten und zweiten Teils liegt dieser ringartige Vorsprung 25 gegen den Rand 15 des Behälters 14 bzw. des ersten Teils 10 an. Hierdurch kann eine Dichtwirkung der Verschlußkappe auch dann erzielt werden, wenn eine solche nicht durch das Gewinde beabsichtigt wird. Der ringartige Vorsprung 2 5 ist an seinem Außenumfang leicht konisch ausgebildet, um im Zusammenwirken mit dem Rand 15 eine gute Dichtung zu ermöglichen. Diese wird durch die Federelastizität des ringartigen VorSprunges 2 5 in Radialrichtung noch verbessert. Die erfindungsgemäße Verschlußkappe eignet sich besonders zum Einsatz in vollautomatisierten FIaschenabfüllanlagen, in denen der konstruktive Aufwand der Verschließmechanik vereinfacht werden kann. Aufgrund der Spielfreiheit des Gewindes und der guten Dichtwirkung der Verschlußkappe kann diese zur Absperrung unter Druck stehender Behälter eingesetzt werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Schraubverbindung mit einem an einem ersten Teil (10) vorgesehenen Gewindeabschnitt (11) und einem an einem zweiten Teil (20) vorgesehenen, mit dem Gewindeabschnitt (11) des ersten Teils koppelbaren Kopplungsabschnitt (21), zur lösbaren Verbindung des ersten Teils mit dem zweiten Teil, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kopplungsabschnitt (21) mehrere, sich von einer im wesentlichen zylindrischen Wand (22) weg erstreckende Vorsprünge (23) aus thermoplastischem Material vorgesehen sind, die im verbundenen Zustand des ersten und zweiten Teils gegenüber ihrer Form vor dem erstmaligen Verbinden plastisch verformt sind und eine dem Gewinde des Gewindeabschnittes (11) zumindest partiell angepaßte Kontur besitzen, die nach einem Auseinanderschrauben der Schraubverbindung erhalten bleibt.

2. Schraubverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (23) vor dem erstmaligen Verbinden rippenartig, sich im wesentlichen parallel zur Verbindungsrichtung des ersten und zweiten Teils erstreckend ausgebildet sind.

3. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge jedes Vorsprunges (23) vor dem erstmaligen Verbinden in Verbindungsrichtung des ersten und zweiten Teils größer ist als die Gewindesteigung des Gewindeabschnittes (11).

4. Schraubverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Vorsprünge (23) über die gesamte Höhe des Gewindeabschnittes (11) erstrecken.

5. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt (11) aus härterem Material, beispielsweise Glas, Metall oder PET, als die Vorsprünge des Kopplungsabschnittes besteht, und die Vor-

sprünge des Kopplungsabschnittes (21) aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) hergestellt sind.

6. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im verbundenen Zustand des ersten und zweiten Teils die Zwischenräume zwischen benachbarten Flanken des Gewindes des Gewindeabschnittes (11) mit Material der gegenüber dem Zustand vor dem erstmaligen Verbinden verformten Vorsprünge (23) ausgefüllt sind.

7. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Vorsprüngen (23) gleich beabstandet am Umfang des Kopplungsabschnittes (21) verteilt angeordnet sind.

8. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindeabschnitt (11) als Außengewinde mit einer durchgehenden, hervorstehenden Wendel ausgebildet ist und die Vorsprünge (23) des Kopplungsabschnittes (21) sich von der Innenseite der zylindrischen Wand (22) radial nach innen erstreckend angeordnet sind.

9. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den Vorsprüngen (23) einbeschreibbarer Kreis im Durchmesser kleiner ist als der Flankendurchmesser des Gewindes des Gewindeabschnittes (11).

10. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Flankenwinkel (&agr;) des Gewindes der zum zweiten Teil hinweisenden Flanke größer ist als der Winkel (ß) der vom zweiten Teil wegweisenden Flanke.

11. Schraubverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil als Verschlußkappe ausgebildet ist.