DE633410C - Schraube oder Bolzen mit federnd nachgiebigem Kopf - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 27. JULI 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 633410 KLASSE 47a GRUPPE

P 72331 XIIj 47 a Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: <?. Juli

Charles Edward Stewart Place in Port Chester und Marshall van Winkle jr. in Jersey City, V. St. A.

Schraube oder Bolzen mit federnd nachgiebigem Kopf

Patentiert im Deutschen Reiche vom i. Janaar 1935 ab

Gegenstand der Erfindung ist eine Schraube oder Bolzen mit federnd nachgiebigem Kopf, der an der Unterseite mit einer Ringnut versehen ist und mit einer Fläche gleich dem Kernquerschnitt des Bolzens aufliegt, bei dem das Neue darin gesehen wird, daß die an sich bekannte Aussparung des Kopfes sich allmählich dergestalt nach dem Boden verjüngt, daß zwischen Ringnut und Aussparung der

Kraftünienfiuß durch den stehengebliebenen Werkstoff allmählich gedrosselt und umgelenkt wird.

Federnde Bolzen mit elastisch federndem Kopf sind bekannt, so z. B. wurden an dem

*5 Unterteil des Bolzenkopfes eine Ringnut mit allmählichen Übergangskurven angeordnet zur Vermeidung von Spannungshäufungen, Die bekannten Kopfaussparungen, die nicht das Merkmal gemäß der vorliegenden Erfindung, d. h. die allmähliche Verjüngung der Aussparung des Kopfes nach dem Boden zu aufweisen, dienten lediglich zum Einbringen von Steckschlüsseln. Auch sind Rohrschrauben mit federndem, pilzförmigem Kopf bekannt, bei welchen die besondere Kopfform den Verlust der Vorspannung verhindern sollte; aber auch diesen gegenüber zeitigt eine Schraube oder ein Bolzen gemäß der Erfindung einen bedeutenden technischen Vorteil, wie es die in der Materialprüfungsanstalt der Technischen Hochschule in Darmstadt angestellten Vergleichsversuche ergeben haben.

Die Vergleichsversuche wurden angestellt an einer Rohrschraube bzw. einem Bolzen nach der britischen Patentschrift 163395 mit pilzförmigem Kopf und an einer Schraube oder einem Bolzen gemäß der Erfindung wobei die beiden Bolzen gleiche Ausmaße aufwiesen. Die Versuche erstreckten sich auf die Bestimmungen der größten vor dem Eintreten der ersten plastischen Formänderung in der Schraube erzeugbaren Vorspannkraft und auf die Ermittlung des Vorspannungsverlustes im Verlauf des Dauerschlagversuches und zeitigten das Ergebnis, daß sich die Schraube gemaß der vorliegenden Erfindung im Sinne der in der Erfindung gekennzeichneten Merkmale wesentlich günstiger verhielt und die behauptete technische Wirkung also eintritt.

Außer dieser nachgewiesenen technischen Wirkung hat eine Schraube gemäß der Erfindung, die in der Herstellung verhältnismäßig billig ist, noch den Vorteil, daß sie sich mit Sicherheit fest anziehen und selbsttätig in der Verschlußstellung halten läßt, ohne Verwendung von besonderen Verschlußdichtungen oder ähnlichen Mitteln; auch gleicht eine Schraube gemäß der Erfindung bei Verwendung die Zusammenziehung und Ausdehnung der in Berührung mit ihr stehenden Metalle aus.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. ι eine Draufsicht auf eine an dem Werkstück, angebrachte Kopfschraube gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen senkrechten mittleren Schnitt,

Fig. 3 einen waagerechten Schnitt in der Ebene der LinieΠΗΙΓ der Fig. 2, gesehen in Richtung der Pfeile, «£

Fig. 4 einen senkrechten ,Schnitt durch $ Einzelteile eines Bolzens gemäß der "EtM. dung in Verbindung mit einer Sehr; mutter.

Bei der Ausgestaltung gemäß Fig. ι bis 3 ist die Anbringung einer Kopf schraube gemäß der Erfindung an zwei Platten i und 2 dargestellt, von denen Platte. 1 ein Loch 3 und Platte 2 ein mit Schraubengewinde versehenes Sackloch 4 besitzt. Die Kopf schraube ^enthält ein Bolzenteil 5, das mit Schraubengewinde 6 versehen ist, welches durch das Loch 3 ''der Platte ι hindurchzugehen und sich in das Schraubengewinde 4 der Platte 2 einzuschrauben vermag, während der Kopfteil 7 auf der Platte ι aufliegt. Dieser Kopfteil 7 hat in der dargestellten Ausführungsform eine sechseckige Ausgestaltung, er kann aber auch viereckig oder von jeder anderen Form sein. Oben ist der Kopf 7. mit einer mittleren kreisförmigen, nach unten zu sich allmählich verjungenden Aussparung 8 versehen, die bis zum Boden 9 herabreicht. Die Tiefe dieser mittleren Aussparung 8 ist geringer als die Dicke des Kopfes. An der Unterseite des Kopfes ist ein ringförmiger Kanal 10 gebildet, dessen innere ringförmige Wand durch den Bolzen 5 gebildet ist. Die Breite dieses Kanals 10' ist derart, daß sich außen eine ringförmige Lager- oder Berührungsfläche 11 am Köpf bildet. Der Flächenraum -dieses Auflagers 11 entspricht vorzugsweise dem Flächenraum des Querschnitts des Bolzens 5, jedoch kann in manchen Fällen dieser Flächenraum der Lagerfläche auch gleich j edem Querschnittsflächenraum zwischen der Fläche des Bolzens als solchem und derjenigen gemessen . an den tiefsten Stellen des Gewindes sein, niemals aber weniger als der Querschnittsflächenraum eben an diesen tiefsten Stellen des Gewindes, da die Festigkeit des Bolzens oder sein Widerstand gegen Bruch abhängig ist von dem Querschnittsflächenraum an den tiefsten Stellen des Gewindes. Die zwischen dem Boden der Aussparung 8 und der Decke des Kanals 10 verbleibende Wand 13 ist geeignet, als eine Feder zu wirken und besitzt genügende Festigkeit, um den größten Druck auszuhalten, der bei voller Beanspruchung eines solchen Bolzens möglich ist. Mit Hilfe dieser Ausgestaltung wird die natürliche Federung des Metalls ausgenützt und die entstandene dünne Metallwand innerhalb der elastischen Grenzen gebogen.

Bei Verwendung der Kopfschraube an

einem Werkstück wird das mit Gewinde versehene Ende des Bolzens S durch das Loch 3 der Platte 1 hindurchgeführt und in Eingriff mit dem Gewinde des Loches 4 der Platte 2 gebracht, wobei es in dieses Gewinde eingeschraubt wird, bis die ringförmige Auflage- :^fläche 11 gegen die Platten anstößt, worauf i^ejfte zusätzliche, zum Zwecke der Dichtung Vorgenommene Verdrehung des Kopfes eine "'-weitere Bewegung der Oberfläche 11 auf der •Platte und des Bolzens in dem Gewindeloch verursacht, welche Bewegungen ausgeglichen werden durch das Verbiegen des die Wand 13 bildenden Metalls. Diese Biegewiikung des Metalls erklärt sich durch die Tatsache, daß die Beanspruchungen zwischen der ringförmigen Auflagefläche 11 und der Platte r einerseits, und diejenigen zwischen dem Bolzen- und Lochgewinde anderseits in derselben Längsrichtung verlaufen. Die Beanspruchungen zwischen der Auflagefläche und der Platte und diejenigen im Gewinde werden sich ändern im Verhältnis zum Grad der Biegung der ringförmigen Metallwand 13, die eine geringe Federung zwischen dem Bolzen und. der Oberfläche derart gestattet, daß die zusätzliche Schraubbewegung zwischen den Ge- ⁸S winden am Kopfschraubenbolzen und denjenigen am Werkstück dazu angetan ist, die Kopfschraube gegen ungewolltes Verstellen zu sichern. Erfolgt ein Lösen der Kopfschraube, so werden das Bolzen- sowie das Lochgewinde die Beanspruchung der Metallwand in der Längsrichtung entlasten, so daß die Wand infolge ihrer Federung sich nach aufwärts bewegen und ihre normale Anfangsform wieder einnehmen kann, ohne daß sie hierbei irgendwelchen dauernden Verbiegungen unterliegt. Auf diese Weise kann die Kopfschraube an sich unbegrenzt wieder verwendet werden, wobei lediglich die Abnutzung des Gewindes ihre Verwendungsmöglichkeit begrenzt.

Während nach obigem eine Kopfschraube dargestellt und beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß die gleichen Ergebnisse auch mit einer Ausgestaltung erreicht ¹⁰S werden könnnen, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, wobei der Bolzen einen Teil 14 aufweist, der ein mit einem Gewinde versehenes Ende

15 besitzt und hier zur Auf nähme einer Mutter

16 dient, während am anderen Ende sich der Kopf 17 befindet. Dieser Kopf 17 ist mit einer mittleren Aussparung 18 versehen, die sich bis zum Boden 1.9 erstreckt. Ein ringförmiger Kanal 20 ist auf der Unterseite des Kopfes angeordnet und bildet eine ringsum laufende Schulter 21, die sich auf das Werkstück auflegt. Bei Verwendung dieser Ausgestaltung wird der Bolzen der Kopfschraube durch die Löcher 22, 23 und 24 in den Platten 25, 26 und 27 hindurchgeführt, bis der Stützrand 2.1 in" Berührung mit der Platte 25 kommt, worauf die Mutter 16 gegen die Platte

2/ festgeschraubt wird. Hierbei kann die Anspanndrehung entweder an dem Kopfteil \J oder der Schraube 16 oder gleichzeitig ajgp beiden ausgeübt werden und hierdurch "ή allen Fällen die Beanspruchung in der Längsrichtung auf die Metallwand.28 ausgeübt werden, die sich entsprechend verbiegen und ein Lösen zwischen Mutter und Bolzen verhindern wird. Mittels eines so ausgeführten Schraubenbolzens werden Temperaturunterschiede, die eine Ausdehnung oder Zusammenziehung des mit dem Bolzen in Berührung kommenden Metalles verursachen, selbsttätig ausgeglichen.

Es ist selbstverständlich, daß die verschiedensten Abänderungen in der Form, Ausbildung und Anordnung der einzelnen Teile vorgenommen werden können, ohne aus dem

Rahmen der Erfindung herauszufallen und den eigentlichen Erfindungsgegenstand zu 20 _ verlassen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schraube oder Bolzen mit federnd nachgiebigem Kopf, der an der Unterseite mit einer Ringnut versehen ist und mit einer" Fläche gleich dem Kernquerschnitt des Bolzens aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die an sich bekannte Aussparung des Kopfes sich allmählich dergestalt nach dem Boden verjüngt, daß zwischen Ringnut und Aussparung der Kraftlinienfluß durch den stehengebliebenen Werkstoff allmählich gedrosselt und umgelenkt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen