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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Bolzen und eine Mutter, die
ein Festfressen und ein Einschneiden verhindern, wenn der Bolzen
in die Mutter geschraubt wird (
US
3878759 ).
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BESCHREIBUNG
DES STANDS DER TECHNIK
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Ein
Bolzen, der mit einem Führungsbereich am
Spitzenbereich eines Bolzenschafts versehen ist, ist bekannt. Ein
solcher Bolzen erlaubt eine geeignete Justierung einer Orientierung
des Bolzens bezüglich
der Mutter, und es ist möglich,
den Bolzen auch in einem Fall in die Mutter zu schrauben, bei dem
der Bolzen in die Mutter eingesetzt wird, ohne dass ihre Achsen
zueinander ausgerichtet sind.
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Als
ein Beispiel des oben beschriebenen Bolzens ist ein Bolzen bekannt,
der in der US-Anmeldung Nr. 6,120,227 offenbart ist. 9 zeigt
den Bolzen. Bei diesem herkömmlichen
Bolzen ist ein Zylinderteil 4 mit einem konstanten Durchmesser,
das einen Durchmesser kleiner als ein Bolzenschaft 2 hat, am
Spitzenbereich des Bolzenschafts 2 vorgesehen, auf dem
ein Schraubengewinde 1 ausgebildet ist, und zwar über ein
kurzes geneigtes und sich verjüngendes
Teil 3. Ein vollständiges
Schraubengewinde 5 ist auf dem Zylinderteil 4 mit
konstantem Durchmesser ausgebildet. Bei dem in 9 gezeigten
Beispiel ist ferner ein sich verjüngendes Randteil 6 am
anderen Ende des Zylinderteils 4 mit konstantem Durchmesser
vorgesehen.
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Im
allgemeinen ist es schwierig, ein vollständiges Schraubengewinde auf
dem geneigten sich verjüngenden
Teil 3 zwischen dem Bolzenschaft 2 und dem Zylinderteil 4 mit
konstantem Durchmesser auszubilden. Daher bildet sich wahrscheinlich
ein unvollständiges
Schraubengewinde 9 mit einer Höhe, die kleiner ist als jene
des vollständigen
Schraubengewindes, auf dem geneigten Teil.
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Wie
in 9 beschrieben, ist ein unvollständiges Schraubengewinde 10 ferner
in einer Öffnung eines
Innengewindes 7 der Mutter gebildet. Die Höhe des unvollständigen Schraubengewindes 10 ist
kleiner als jene eines Schraubengewindes 8 des Innengewindes 7,
und sein Kamm ist schärfer
als jener des Schraubengewindes 8.
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Wenn
daher ein Bolzen in eine Mutter eingesetzt wird, wobei ihre Achsen
nicht zueinander ausgerichtet sind, schneidet das unvollständige Schraubengewinde 9 des
Bolzens leicht in das unvollständige
Schraubengewinde 10 der Mutter, wie in 10 gezeigt,
was dann zum Auftreten des Festfressens führt.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Bolzen und
eine Mutter bereitzustellen, die geeignet sind, die Orientierung
des Bolzens geeignet zu justieren und dann den Bolzen und die Mutter
zu befestigen, und zwar ohne Befestigungsfehler wie z.B. Rutschen
und Festfressen und dergleichen auch dann, wenn der Bolzen schräg in die
Mutter eingesetzt wird.
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Der
erfindungsgemäße Bolzen
ist ein Bolzen, der die Merkmale von Anspruch 1 umfaßt.
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Da
der Kamm des Schraubengewindes, welches an der Seitenfläche des Übergangsteils
gebildet ist, abgeschnitten ist, kann selbst dann, wenn der Bolzen
in die Mutter eingesetzt wird, ohne dass ihre Achsen zueinander
ausgerichtet sind, das Schneiden zwischen dem Schraubengewinde der
Mutter und dem Schraubengewinde verhindert werden, welches auf dem Übergangsteil
gebildet ist. Dementsprechend ist es möglich, eine Orientierung des
Bolzens relativ zur Mutter geeignet zu justieren. Außerdem ist es
möglich,
den Bolzen leicht zu schrauben, da die Orientierung des Bolzens
geeignet justiert werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Vorderansicht, die einen Bolzen gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine vergrößerte Teilansicht
des in 1 gezeigten Bolzens;
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3 ist
eine Vorderansicht, die einen Bolzen gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
eine vergrößerte Teilansicht
des in 3 gezeigten Bolzens;
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5 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
des Schneidens zwischen einem verformten Schraubengewinde und einem
unvollständigen
Schraubengewinde;
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6 ist
eine Teilschnittansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Bolzen
gemäß der vorliegenden
Erfindung schräg
in die Mutter eingesetzt ist;
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7 ist
eine Ansicht, die einen Bolzen gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
eine Ansicht, die einen Bolzen gemäß der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
eine Teilschnittansicht eines Spitzenbereichs eines herkömmlichen
Bolzens und einer Öffnung
einer Mutter;
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10 ist
eine Ansicht zur Erläuterung
des Beißens
zwischen einer unvollständigen
Schraube eines herkömmlichen
Bolzens und einer Mutter;
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11 ist
eine Ansicht, die einen Bolzen gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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12 ist
eine Ansicht, die einen Bolzen gemäß der sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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13 ist
eine vergrößerte Teilansicht,
die das Schaftteil des in 12 gezeigten
Bolzens erläutert;
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14 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die
das Schaftteil erläutert,
wenn das Übergangsteil des
in 12 gezeigten Bolzens bogenförmig gebildet ist;
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15 ist
eine vergrößerte Schnittansicht, die
das Schaftteil zeigt, wenn das Übergangsteil
des in 12 gezeigten Bolzens geradförmig gebildet
ist;
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16 ist
eine vergrößerte Schnittansicht der
anderen Ausführungsform
des in 12 gezeigten Bolzens;
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17 ist
eine Vorderansicht, die die erste Schraubenlinie des in 12 gezeigten
Bolzens zeigt;
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18 ist
eine Vorderansicht, die die erste und die zweite Schraubenlinie
des in 12 gezeigten Bolzens zeigt;
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19 ist
eine Schnittansicht einer Mutter gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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20 ist
eine Schnittansicht einer Mutter gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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21 ist
eine Teilschnittansicht, die den Zustand zeigt, in dem der Bolzen
schräg
in die Mutter gemäß der vorliegenden
Erfindung eingesetzt ist.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen
beschrieben werden.
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Die 1 und 2 zeigen
den Bolzen gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Bolzen hat einen Bolzenschaft 2,
ein geneigtes Teil 11, sowie ein Zylinderteil 12 mit
konstantem Durchmesser. Ein normales Schraubengewinde 1 mit
einer vorbestimmten Steigung ist auf dem Bolzenschaft 2 gebildet.
Das Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser ist mit
einem Durchmesser kleiner als jener des Bolzenschafts 2 über das
geneigte, sich verjüngende
Teil 11 an einem Spitzenbereich des Bolzenschafts 2 vorgesehen.
Das geneigte Teil 11 hat eine vorbestimmte Länge in der
Axialrichtung, beispielsweise eine Länge von 1 bis 1,5 mal so lang
wie eine Steigung des normalen Schraubengewindes 1. Ein
verformtes Schraubengewinde 13 ist auf dem geneigten, sich
verjüngenden
Teil 11 mit der gleichen Steigung wie jene des normalen
Schraubengewindes 1 und mit einer derartigen Gestalt gebildet,
dass sein Kamm abgeschnitten ist. Die Querschnittsgestalt des verformten
Schraubengewindes 13 in der die Achse enthaltenden Ebene
ist ungefähr trapezoidförmig.
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In
dieser Ausführungsform
ist das verformte Schraubengewinde 13 so ausgebildet, dass
es kontinuierlich an das Schraubengewinde anschließt, welches
auf dem Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser am Spitzenbereich
des Bolzens gebildet ist. Da außerdem
das auf dem Zylinderbereich 12 mit konstantem Durchmesser
gebildete verformte Schraubengewinde 13 so gebildet ist,
dass es einen Außendurchmesser
hat, der ein wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des Innengewindes 7,
welches an der Mutter gebildet ist (vgl. 6) und einen Innendurchmesser
hat, der ungefähr
gleich jenem des Schraubengewindes 1 ist, ist eine flache
Schraubenrille 15 auf dem Zylinderteil mit konstantem Durchmesser
gebildet.
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Die 3 und 4 zeigen
den Bolzen gemäß der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Bolzen gemäß der zweiten Ausführungsform
ist anstelle des geneigten, sich verjüngenden Teils 11 ein
bogenförmiges
geneigtes Teil 14 ausgebildet, welches leicht nach außen konvex ist.
Ein verformtes Schraubengewinde 18 ist auf dem bogenförmigen geneigten
Teil 14 und dem Zylinderteil 12 mit konstantem
Durchmesser gebildet. Es ist auch möglich, als das bogenförmige geneigte
Teil 14 ein bogenförmiges
geneigtes Teil zu verwenden, welches leicht konkav nach innen ist.
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Durch
Ausbilden des Bolzens mit der oben beschriebenen Gestalt wird ein
nahezu flaches Teil breiter auf dem Kamm des Schraubengewindes gebildet,
welches auf dem geneigten sich verjüngenden Teil 11 oder
dem bogenförmigen
geneigten Teil 14 gebildet ist, als auf dem normalen Schraubengewinde 1.
Selbst wenn daher der Bolzen schräg in die Mutter geschraubt
wird, kann das Einschneiden des verformten Schraubengewindes 13 oder 18 in
das Schraubengewinde 10 der Mutter verhindert werden, wie
in 5 gezeigt. Ferner ist der Außendurchmesser des verformten
Schraubengewindes 13 oder 18, welches auf dem
Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser gebildet ist,
geringfügig
kleiner als der Innendurchmesser des Innengewindes 7 der
Mutter. Daher kann die große
Neigung des Bolzens bezüglich
der Mutter verhindert werden, wenn der Bolzen in die Mutter wie
in 6 gezeigt eingesetzt wird. Da außerdem die
Tiefe der auf dem Zylinderteil 12 mit konstantem Durchmesser
vorgesehenen Schraubenrille 15 klein ist, wird der Bolzen
nicht stark geneigt, selbst wenn das Schraubengewinde 8 des
Innengewindes 7 in die Schraubenrille 15 geschraubt
wird.
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Auf
diese Weise bewegt sich, selbst wenn der Bolzen in dem Zustand wie
in 6 gezeigt geschraubt wird, die Schraubenrille 15 des
Zylinderteils 12 mit konstantem Durchmesser entlang des
Innengewindes 7 der Mutter, und die Orientierung des Bolzens
wird geeignet justiert. Da die Orientierung des Bolzens geeignet
justiert wird, wenn der Bolzen weiter geschraubt wird, können das
normale Schraubengewinde 1 des Bolzenschafts 2 und
das Innengewinde 7 der Mutter geeignet gepaßt werden.
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Der
Bolzen gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 7 gezeigt.
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In
dieser dritten Ausführungsform
ist kein Schraubengewinde auf dem Zylinderteil 12 mit konstantem
Durchmesser gebildet, welches am Spitzenbereich des bogenförmigen geneigten
Teils 14 ausgebildet ist. Dieses Zylinderteil 12 mit
konstantem Durchmesser ist derart gebildet, dass es einen Außendurchmesser
hat, der geringfügig
kleiner ist als der Innendurchmesser des Gewindes 7. Daher
wird der Bolzen nur wenig geneigt, wenn sein Spitzenbereich in die
Mutter eingesetzt wird.
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Der
Bolzen gemäß der vierten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in 8 gezeigt.
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In
dieser vierten Ausführungsform
ist das Zylinderteil 19 mit konstantem Durchmesser am Spitzenbereich
des bogenförmigen
geneigten Teils 14 vorgesehen. Ein vollständiges Schraubengewinde 16 hat
einen Außendurchmesser,
der geringfügig
kleiner ist als der Innendurchmesser des Innengewindes 7, und
ist mit der gleichen Steigung ausgebildet wie jene des normalen
Schraubengewindes 1 auf diesem Zylinderteil 19 mit
konstantem Durchmesser. Das verformte Schraubengewinde 30 ist
auf dem bogenförmigen
geneigten Teil 14 ausgebildet. Wenn daher der Bolzen schräg in die
Mutter eingesetzt wird, wird das Einschneiden zwischen dem verformten
Schraubengewinde 30 und dem unvollständigen Schraubengewinde 10 des
Innengewindes 7 verhindert. Selbst wenn außerdem der
Bolzen schräg
in die Mutter eingesetzt und dann angezogen wird, führt eine Schraubenrille 27 zwischen
dem unvollständigen Schraubengewinde 16 das
Innengewinde 7 zum normalen Schraubengewinde 1 des
Bolzenschafts 2. Dementsprechend wird die Orientierung
des Bolzens geeignet justiert, und der Bolzen kann präzise in
die Mutter geschraubt werden. Das oben erwähnte bogenförmige geneigte Teil 14 kann
in die gleiche Gestalt abgewandelt werden wie das geneigte Teil 14 mit
sich verjüngender
Gestalt.
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Ferner
ist der Bolzen gemäß der fünften Ausführungsform
in 11 gezeigt. In dieser fünften Ausführungsform ist ein spiralförmiger konvexer
Bereich 17 auf einem Zylinderteil 28 mit konstantem Durchmesser
am Spitzenbereich des geneigten, sich verjüngenden Teils 11 gebildet.
Wie im Fall der 6 ist es möglich, die Orientierung des
Bolzens bezüglich
der Mutter geeignet zu justieren. In diesem Fall kann die Querschnittsgestalt
des spiralförmigen
konvexen Bereichs 17 optional ausgewählt werden aus einer quadratischen
Gestalt, einer halbkreisförmigen Gestalt
und dergleichen, zusätzlich
zu einer dreieckigen Gestalt. Ferner ist es außerdem möglich, anstelle des geneigten,
sich verjüngenden
Teils 11 das bogenförmige
geneigte Teil 14 zu verwenden.
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In
der oben erwähnten
ersten bis fünften Ausführungsform
bedeutet eine sich verjüngende Gestalt
eine geradlinige Gestalt.
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Der
Bolzen gemäß der sechsten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in den 12 und 13 gezeigt. 12 ist
eine Vorderansicht, die den gesamten Umriß eines Bolzens 100 zeigt,
und 13 ist eine vergrößerte Teilansicht, die das
Schraubengewinde zeigt, welches auf dem Schaftteil gebildet ist.
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Der
in 12 gezeigte Bolzen 100 umfaßt das Kopfteil 102 und
das Schaftteil 104.
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Das
Schaftteil 104 umfaßt
ein Zylinderteil 120 mit einem ersten konstanten Durchmesser,
ein Übergangsteil 140,
ein zylindrisches Verbindungsteil 160, sowie ein Zylinderteil 180 mit
einem zweiten konstanten Durchmesser.
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Das
Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser erstreckt
sich vom Kopfteil 102. Das Zylinderteil 120 mit
erstem konstanten Durchmesser ist annähernd zylinderförmig entlang
der durch den Pfeil in den 12 und 13 gezeigten
Achsrichtung A mit einem vorbestimmten ersten Durchmesser gebildet.
Ein Schraubengewinde 122 mit einer vorbestimmten Steigung,
wie in 13 gezeigt, ist auf der Seitenfläche des
Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser gebildet.
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Das Übergangsteil 140 erstreckt
sich von einem Spitzenbereich 124 des Zylinderteils 120 mit erstem
konstanten Durchmesser konzentrisch mit dem Zylinderteil 120 mit
erstem konstanten Durchmesser. Das Übergangsteil 140 hat
eine sich verjüngende
Gestalt, mit einem Durchmesser, der mit zunehmendem Abstand vom
Kopfteil 102 in der Axialrichtung A kontinuierlich abnimmt.
Ein Schraubengewinde 142 mit einer vorbestimmten Steigung
ist auf der Seitenfläche
des Übergangsteils 140 gebildet.
In dieser sechsten Ausführungsform
ist, wie in 13 gezeigt, das Schraubengewinde 142 auf
der gesamten Seitenfläche
des Übergangsteils 140 gebildet.
Es ist jedoch auch möglich,
das Schraubengewinde 142 auf einem Teil der Seitenfläche des Übergangsteils 140 zu
bilden, beispielsweise nur dem Bereich, der an das Zylinderteil 120 mit
erstem konstanten Durchmesser angrenzt.
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Das
zylindrische Verbindungsteil 160 erstreckt sich von einem
Spitzenbereich 144 des Übergangsteils 140 konzentrisch
mit dem Übergangsteil 140.
Das zylindrische Verbindungsteil 160 ist annähernd zylinderförmig mit
einem vorbestimmten konstanten ersten Durchmesser entlang der Axialrichtung
gebildet. Wie in 13 gezeigt, ist kein Schraubengewinde
auf der Seitenfläche
des zylindrischen Verbindungsteils 160 gebildet. Es ist
jedoch auch möglich,
ein Schraubengewinde mit einer vorbestimmten Steigung auf der Seitenfläche des
zylindrischen Verbindungsteils 160 auszubilden.
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Das
Zylinderteil 180 mit zweitem konstantem Durchmesser erstreckt
sich von einem Spitzenbereich 162 des zylindrischen Verbindungsteils 160 konzentrisch
mit dem zylindrischen Verbindungsteil 160. Ein Schraubengewinde 182 mit
einer vorbestimmten Steigung ist auf der Seitenfläche des
Zylinderteils 180 mit zweitem konstanten Durchmesser gebildet,
wie in 13 gezeigt ist.
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Die
Steigung des Schraubengewindes 122 des Zylinderteils 120 mit
erstem konstanten Durchmesser ist die gleiche wie jene des Schraubengewindes 182 des
Zylinderteils 180 mit zweiten konstanten Durchmesser in
der sechsten Ausführungsform.
Allerdings können
diese Steigungen auch voneinander verschieden sein.
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Die 14 und 15 sind
teilweise vergrößerte Schnittansichten,
die das oben beschriebene Zylinderteil 120 mit erstem konstanten
Durchmesser, das Übergangsteil 140 sowie
das zylindrische Verbindungsteil 160 zeigen. Diese Figuren
sind Schnittansichten entlang der Ebene in der Axialrichtung A, die
die Axiallinie Z enthält.
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Das
Schraubengewinde 122 mit einer Steigung P1 und einer Höhe a ist
auf dem Zylinderteil mit erstem konstanten Durchmesser gebildet.
Andererseits ist das Schraubengewinde 142 mit einer Steigung
P2 und Höhen
b1, b2, b3, b4 oder b1',
b2', b3', b4' auf dem Übergangsteil 140 gebildet,
das sich vom Spitzenbereich 124 des Zylinderteils mit erstem
konstanten Durchmesser erstreckt.
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In
den 14 und 15 ist
die Steigung der Abstand zwischen zwei entsprechenden Punkten zueinander
benachbarter Grate, gemessen parallel zur Axiallinie Z in dem die
Axiallinie enthaltenden Schnitt. In diesem Fall ist die Steigung
des Übergangsteils 140 P2,
wie in den 14 und 15 gezeigt
ist.
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Ferner
ist die Höhe
des Schraubengewindes der Abstand zwischen der geraden Linie, die
die Kämme
des Grats verbindet, und der geraden Linie, die die Wurzeln verbindet,
gemessen senkrecht zu der geraden Linie, die die Wurzeln verbindet,
und zwar in einer Querschnittsgestalt, die die Axiallinie des Schraubengewindes
enthält.
In 14 sind die Höhen
des Schraubengewindes 142, das auf der Seitenfläche des Übergangsteils 140 gebildet
ist, b1, b2, b3 und b4, und in 15 sind
seine Höhen
b1', b2', b3' und b4'.
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Ferner
sind die Längen
des Kamms des Schraubengewindes 142 auf dem Übergangsteil 140 in
dem die Axiallinie Z enthaltenden Querschnitt in 14 n1,
n2, n3 und n4 oder in 15 n1', n2',
n3' und n4'. Das Schraubengewinde 142 ist
auf dem Übergangsteil 140 derart
gebildet, dass diese Längen
länger
sind als die Länge
m des Kamms des Schraubengewindes 122 des Zylinderteils 120 mit erstem
konstanten Durchmesser in der die Axiallinie Z enthaltenden Querschnittsebene.
Der "Kamm" bedeutet die Fläche an der
Spitze des Grats zur Verbindung seiner beiden Seitenflanken, und
die "Flanke" bedeutet die Fläche, die
den Kamm und die Wurzel verbindet.
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In
den in den 14 und 15 gezeigten Beispielen
ist das Schraubengewinde 142 auf dem Übergangsteil 140 derart
gebildet, dass die Höhen des
Schraubengewindes b1, b2, b3 und b4 oder b1', b2',
b3' und b4' mit zunehmendem
Abstand vom Kopfteil 102 kontinuierlich abnehmen (vgl. 12), genauer
gesagt in der lateralen Richtung der 14 und 15.
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In
dem in 14 gezeigten Beispiel ist die Linie
L1, die erhalten wird durch Verbinden der Kämme des Schraubengewindes 142,
welches auf der Seitenfläche
des Übergangsteils 140 gebildet
ist, eine gekrümmte
Linie. Indessen kann in dem in 15 gezeigten
Beispiel die Linie L2 auch eine gerade Linie sein.
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In
den in den 14 und 15 gezeigten Beispielen
nehmen die Höhen
des auf dem Übergangsteil 140 gebildeten
Schraubengewindes 142 b1, b2, b3 und b4 oder b1', b2', b3' und b4' mit zunehmendem
Abstand vom Kopfteil 102 in einfacher Weise ab (vgl. 12).
Es ist jedoch auch möglich,
das Schraubengewinde so auszugestalten, dass es eine in einfacher
Weise zunehmende Höhe
hat. Ferner ist es möglich,
das Schraubengewinde mit einer Höhe zu
bilden, die in Kombination mit Zunahme und Abnahme variiert, und
ebenso ist es möglich,
das Schraubengewinde mit einer zufällig variierenden Höhe zu bilden.
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16 ist
eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
gemäß der anderen
Ausführungsform
des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser,
des Übergangsteils 140 und
des zylindrischen Verbindungsteils 160. 16 ist
eine Schnittansicht in einem Querschnitt, der die Axiallinie Z enthält, wie im
Fall von 14 oder 15.
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In 16 ist
der Innendurchmesser R2 des Schraubengewindes 142 auf dem Übergangsteil 140 der
gleiche wie der Innendurchmesser R1 des Schraubengewindes 122 auf
dem Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser.
Der Innendurchmesser ist der Durchmesser eines imaginären Zylinders,
der tangential zur Wurzel des Außengewindes ist. Der Radius
der Wurzel des Schraubengewindes 122 ist in 16 durch
R1/2 repräsentiert,
und jener des Schraubengewindes 142 ist durch R2/2 repräsentiert.
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Das
Schraubengewinde 122 mit einer Steigung P1 und einer Höhe a ist
auf dem Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser
gebildet. Andererseits ist das Schraubengewinde 142 mit
einer Steigung P3 und Höhen
b1'', b2'' und b3'' auf
dem Übergangsteil 140 gebildet,
das sich vom Spitzenbereich 124 des Zylinderteils 120 mit
erstem konstanten Durchmesser weg erstreckt.
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Die
Steigung ist der Abstand zwischen zwei entsprechenden Punkten zueinander
benachbarter Grate, gemessen parallel zur Axiallinie Z in der Schnittebene,
die die Axiallinie Z enthält.
Die Höhe
ist der Abstand zwischen der geraden Linie, die die Kammgrate verbindet,
und der geraden Linie, die die Wurzeln verbindet, gemessen senkrecht
zur Axiallinie Z in der Schnittebene, die die Axiallinie Z enthält.
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Die
Längen
des Kamms des Schraubengewindes 142 auf dem Übergangsteil 140 in
der Schnittebene, die die Axiallinie Z enthält, sind in 16 n1'', n2'' und n3''. Das Schraubengewinde 142 ist
auf dem Übergangsteil 140 derart
gebildet, dass diese Längen
länger
sind als die Länge
m des Kamms des Schraubengewindes 122 des Zylinderteils 120 mit erstem
konstanten Durchmesser in der Schnittebene, die die Axiallinie Z
enthält,
wie im Falle von 14 oder 15. In 16 ist
der Kamm die Fläche
an der Spitze des Grats zur Verbindung seiner beiden Flanken, und
die Flanke ist die Fläche,
die den Kamm und die Wurzel verbindet.
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In 16 ist
das Schraubengewinde 142 auf dem Übergangsteil 140 derart
gebildet, dass die Höhen
des Schraubengewindes b1'', b2'' und b3'' mit
zunehmendem Abstand vom Kopfteil 102 kontinuierlich abnehmen
(vgl. 12), genauer gesagt in der lateralen
Richtung in 16.
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In
dem in 16 gezeigten Beispiel ist die Linie
L3, die erhalten wird durch Verbinden der Kämme des Schraubengewindes 142,
welches auf der Seitenfläche
des Übergangsteils 140 gebildet
ist, eine gekrümmte
Linie. Indessen kann die Linie L3 auch eine gerade Linie sein.
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Wie
in den 14, 15 und 16 gezeigt
ist das Schraubengewinde 142 auf dem Übergangsteil 140 in
einer Gestalt wie jener gebildet, die erhalten wird durch Abschneiden
des Kamms eines vollständigen
Schraubengewindes, wie z.B. des Schraubengewindes 122 auf
dem Zylinderteil 120 mit erstem konstanten Durchmesser,
in einer vorbestimmten Höhe.
Da der Kamm des Schraubengewindes, wie oben beschrieben, abgeschnitten
ist, ist die Länge
des Kamms im Querschnitt des Schraubengewindes 142 des Übergangsteils 140 größer als
jene des vollständigen
Schraubengewindes.
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Der
erfindungsgemäße Bolzen
kann durch das Formwalzverfahren hergestellt werden, wobei man einen
Rohling bereitstellt, auf dem kein Schraubengewinde gebildet ist.
Der in 14, 15 oder 16 gezeigte
Bolzen kann auf eine Weise hergestellt werden, bei der die Gestalt
des Rohlings entsprechend dem Übergangsteil 140 und/oder
die Gestalt einer Walzrolle eine geeignete Veränderung machen.
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Eine
Schraubenlinie H1 des Schraubengewindes 122, welches auf
der Seitenfläche
des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser
gebildet ist, sowie eine Schraubenlinie H2 des Schraubengewindes 142,
welches auf dem Übergangsteil 140 gebildet
ist, sind in 17 gezeigt. Bei dieser Beschreibung
bedeutet die oben erwähnte "Schraubenlinie" den Ort eines Punktes,
für den
das Verhältnis
der Weglänge
in axialer Richtung zum Drehwinkel um die Axiallinie konstant ist.
In 17 ist die Schraubenlinie H1 durch eine gestrichelte
Linie dargestellt, und die Schraubenlinie H2 ist durch eine strichpunktierte
Linie dargestellt. Außerdem
zeigt 17 nur die Schraubenlinie H1
und H2 in der Nähe
des Spitzenbereichs 124 des Zylinderteils 120 mit
erstem konstanten Durchmesser, und die Schraubenlinien sind in einem
anderen Bereich weggelassen.
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In
dem in 17 gezeigten Beispiel sind die Linie
entlang der Wurzel des Schraubengewindes 122, welches auf
der Seitenfläche
des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser
gebildet ist, und die Linie entlang der Wurzel des Schraubengewindes 142,
welches auf der Seitenfläche
des Übergangsteils 140 gebildet
ist, als ein Beispiel für
die Schraubenlinie gezeigt. Die Schraubengewinde 122 und 142 sind
derart gebildet, dass die Schraubenlinien H1 und H2 an einem Punkt 126 in 17 miteinander
verbunden sind.
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Ferner
zeigt 18 eine imaginäre Schraubenlinie
H3, die erhalten wird unter der Annahme, dass die Schraubenlinie
des Schraubengewindes 122, welches auf der Seitenfläche des
Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser gebildet
ist, verlängert
wird und das Schraubengewinde gebildet wird auf den Seitenflächen des Übergangsteils 140 und
des zylindrischen Verbindungsteils 160, und eine Schraubenlinie
H4 des Schraubengewindes 182 ist auf dem Zylinderteil 180 mit
zweitem konstanten Durchmesser gebildet.
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In 18 ist
die imaginäre
Schraubenlinie H3 entlang der Wurzel des Schraubengewindes 122, welches
auf der Seitenfläche
des Zylinderteils 120 mit erstem konstanten Durchmesser
gebildet ist, durch eine gestrichelte Linie repräsentiert, und die Schraubenlinie
H4 entlang der Wurzel des Schraubengewindes 182, welches
auf dem Zylinderteil 180 mit zweitem konstanten Durchmesser
gebildet ist, ist durch eine doppelstrichpunktierte Linie repräsentiert. Bei
dem erfindungsgemäßen Bolzen
sind die Schraubengewinde 142 und 182 so gebildet,
dass die imaginäre
Schraubenlinie H3 und die Schraubenlinie H4 nicht kontinuierlich
verbunden sind, wie gezeigt ist in einem Bereich 166, der
in 18 durch die durchgezogene Linie umschlossen ist.
Die Schraubengewinde 142 und 182 können auch
so gebildet sein, dass die imaginäre Schraubenlinie H3 und die
Schraubenlinie H4 kontinuierlich verbunden sind.
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Wenn
der Bolzen gemäß der sechsten
Ausführungsform
in ein Teil wie z.B. eine Mutter eingesetzt wird, bei dem ein Innengewinde
ausgebildet ist, kann das Einschneiden des Schraubengewindes ähnlich dem
in 5 gezeigten Fall verhindert werden. Da ferner
das Einschneiden des Schraubengewindes verhindert werden kann, kann
die Orientierung des Bolzens 100 geeignet justiert werden,
und somit wird es möglich,
den Bolzen 100 wie im Fall der 6 leicht
in die Mutter 260 zu schrauben.
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Das Übergangsteil
und das Zylinderteil mit zweitem konstanten Durchmesser in der sechsten Ausführungsform
entsprechen jeweils dem geneigten Teil und dem Zylinderteil mit
konstantem Durchmesser in der ersten bis fünften Ausführungsform.
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19 zeigt
die Mutter gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. In dieser Mutter ist ein Schraubloch 20 gebildet.
Ein Teil 22 mit einem sich verjüngend verändernden Durchmesser, das linear
abgeschrägt
ist, ist in der Nähe
einer Öffnung 21 des
Schraublochs 20 gebildet. Dieses Teil 22 mit veränderlichem
Durchmesser hat einen Innendurchmesser, der mit zunehmendem Abstand
von der Öffnung 21 des
Schraublochs kontinuierlich abnimmt, und ein Schraubengewinde 23 mit
einer vorbestimmten Steigung ist auf dem Teil 22 mit veränderlichem
Durchmesser gebildet. Ferner enthält das Schraubloch 20 ein
Schraubengewindeteil 25 mit konstantem Durchmesser, das
angrenzt an das Teil 22 mit veränderlichem Durchmesser und
auf dem ein Schraubengewinde 8 mit einer vorbestimmten
Steigung gebildet ist, und das einen annähernd konstanten Innendurchmesser
hat.
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Das
Schraubengewinde 23, das auf dem oben beschriebenen Teil 22 mit
veränderlichem Durchmesser
gebildet ist, ist derart ausgestaltet, dass eine Länge in der
Axialrichtung auf dem Kamm des Schraubengewindes 23 größer ist
als jene in der Axialrichtung auf der Spitze des Schraubengewindes 8,
das auf dem Schraubengewindeteil 25 mit konstantem Durchmesser
gebildet ist.
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20 zeigt
die Mutter gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Ein
Teil 24 mit veränderlichem
Durchmesser mit einer Bogengestalt, die leicht konvex nach innen verläuft, ist
in der Nähe
einer Öffnung 21 des
Schraublochs 20 gebildet. Das Teil 24 mit veränderlichem Durchmesser
hat einen Innendurchmesser, der mit zunehmendem Abstand von der Öffnung 21 des Schraublochs
koninuierlich abnimmt, und ein Schraubengewinde 26 mit
einer vorbestimmten Steigung ist auf dem Teil 24 mit veränderlichem
Durchmesser gebildet. Ferner enthält das Schraubloch 20 ein
Schraubengewindeteil 25 mit konstantem Durchmesser, das
angrenzt an das Teil 24 mit veränderlichem Durchmesser und
auf dem das Schraubengewinde 8 mit einer vorbestimmten
Steigung gebildet ist, und das einen annähernd konstanten Innendurchmesser
hat. Das Schraubengewinde 26, welches auf dem oben beschriebenen
Teil 24 mit veränderlichem
Durchmesser gebildet ist, ist derart ausgestaltet, dass in der Axialrichtung
eine Länge
auf der Spitze des Schraubengewindes 26 größer ist
als jene in der Axialrichtung auf der Spitze des Schraubengewindes 8,
welches auf dem Schraubengewindeteil 25 mit konstantem
Durchmesser gebildet ist.
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Das
Teil mit veränderlichem
Durchmesser ist in der Nähe
beider Öffnungen 21 (Oberseite
und Unterseite) des Schraublochs 20 gebildet. Das Teil
mit veränderlichem
Durchmesser kann auch in der Nähe nur
einer Öffnung 21 gebildet
sein, in die der Bolzen einzusetzen ist.
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Selbst
wenn ein Bolzen schräg
in die Mutter eingesetzt wird, die in den 19 und 20 gezeigt
ist, wie es in 21 dargestellt ist, so ist es möglich, das
Festfressen und Schneiden zwischen dem Schraubengewinde 23 oder 26 des
Teils 24 mit veränderlichem
Durchmesser und dem unvollständigen
Schraubengewinde 9 des Bolzens zu verhindern. Ferner kann
selbst dann, wenn der Bolzen schräg in die Mutter eingesetzt
und dann festgezogen wird, die Orientierung des Bolzens geeignet
justiert werden, und somit ist es möglich, den Bolzen richtig in
die Mutter zu schrauben.
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Selbst
wenn ein erfindungsgemäßer Bolzen in
eine Mutter eingesetzt wird, ohne dass ihre Axiallinien zueinander
ausgerichtet sind, so ist es möglich, das
Schneiden zwischen dem auf dem Übergangsteil gebildeten
Schraubengewinde und dem auf der Mutter gebildeten Schraubengewinde
zu verhindern. Die Orientierung des Bolzens kann bezüglich der
Mutter mittels des Schraubengewindes, das auf dem Zylinderteil mit
zweitem konstanten Durchmesser gebildet ist, geeignet justiert werden.
Da die Orientierung des Bolzens geeignet justiert werden kann, ist
es außerdem
möglich,
den Bolzen leicht zu schrauben.