DE870344C - Arrangement with stud bolt connection - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)(WiGBl. P. 175)

AUSGEGEBEN AM 12. MÄRZ 1953ISSUED MARCH 12, 1953

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Eine in ein Gewindeloch eingeschraubte Stiftschraube soll festsitzen und sich nicht lösen, wenn die Mutter gelöst wird. Um dieses Ergebnis zu erzielen, sind schon verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, die jedoch zu teuer sind, als daß. sie allgemein verwendbar wären.A stud screw screwed into a threaded hole should be stuck and not loosen when the nut is loosened. To achieve this result, various solutions have already been proposed, but they are too expensive to be. they would be of general use.

Man hat z. T. versucht, den Flankendurdbmesser des Gewindes der Stiftschraube so· zu vergrößern, daß die Schraube sich schwer in das Loch einschrauben läßt. Dieses Verfahren hat sich in wirtschaftlicher Hinsicht nicht als zweckmäßig erwiesen, da es allzu kleine Toleranzen bei der Herstellung der Gewinde sowohl der Schraube als auchdes Loches erfordert.One has z. T. tried the Flankendurdbmesser of the thread of the stud screw so that it is difficult for the screw to screw into the hole leaves. This procedure has not proven to be economically expedient, as there are too small tolerances in the manufacture of the threads of both the screw and the Loches requires.

Die gewöhnliche Lösung besteht darin, die unvollständigen Gewindegänge am Ende des Gewindes zur Sicherung der Schraube zu benutzen, indem man die Schraube so tief einschraubt, daß zwischen diesen unvollständigen Gewindegängen und dem Lochgewinde eine Keilwirkung entsteht. Es ist jedoch schwer, die dabei auftretenden radialen Kräfte zu beherrschen, besonders da die unvollständigen Gewindegänge nicht immer gleich ausfallen, weshalb dieses Verfahren bisweilen zur Entstehung von bedeutenden radialen Kräften führt, deren Sprengwirkung so groß werden kann, daß in dem das Loch umgebenden Werkstoff Risse entstehen, vor allem dann, wenn es sich um Gußeisen handelt, wie z. B. bei Zylind'erblöcken od. dgl. Durch die Spannungskonzentration, die gerade beim Übergang· zwischen dem Gewinde und dem zylindrischen Schaft der Schraube entsteht, kommt es auch vor, daß die Schraube an dieser Stelle abreißt. Man bat auch vorgeschlagen, die Schrauben mit einer sichThe common solution is to remove the incomplete threads at the end of the thread to use to secure the screw by screwing the screw in so deep that between These incomplete threads and the hole thread create a wedge effect. However, it is difficult, the occurring radial forces to master, especially since the incomplete threads are not always the same, which is why this process sometimes leads to the creation of significant radial forces, their The explosive effect can be so great that cracks appear in the material surrounding the hole, especially when it comes to cast iron, such as B. od with cylinder blocks Concentration of stress that occurs just at the transition · between the thread and the cylindrical Shaft of the screw arises, it also happens that the screw tears off at this point. One asked also suggested the screws with a yourself

ändernden¹ Gewindesteigung auszuführen. Diese Lösungen sind jedoch mit offenbaren Nachteileni in bezug auf die Herstellung oder Verwendung verbunden. to ^{execute changing 1} thread pitch. However, these solutions are associated with obvious drawbacks with regard to manufacture or use.

S Der Zweck der vorliegenden' Erfindung ist es, eine Sicherung des unterem Endes der Stiftschraube zu erreichen, die sowohl billig als auch wirksam ist und die obengenannten Nachteile zu vermeiden gestattet.'Die Erfindung kann/ auch mit Vorteil bei ίο Stiftschrauben mit gerolltem Gewinde, die aus zylindrischem Halbzeug hergestellt sind!, verwendet wenden. Die neue Stiftverbindung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Gewinde sowohl der Schraube als auch des· Loches normales· Gewindeprofil und unveränderliche Steigung über die ganze Länge aufweisen, und daß eines der Gewinde normale Steigung hat, während die Steigung¹ des anderen Gewindes 11m so viel von der normalen Steigung abweicht, daß beim Einschrauben· der Stiftschraube in d'as^ Loch eine Verspannung entsteht.The purpose of the present invention is to achieve a securing of the lower end of the stud bolt that is both cheap and effective and allows to avoid the above-mentioned disadvantages. The invention can / also with advantage in ίο stud bolts with rolled threads, which are made of cylindrical semi-finished products! are used. The new pin connection according to the invention is characterized in that the threads of both the screw and the hole have normal thread profile and invariable pitch over the entire length, and that one of the threads has normal pitch, while pitch ^{1 of} the other thread 11m deviates so much from the normal slope that a tension arises when the stud screw is screwed into the hole.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in¹ der Zeichnung dargestellt. Hier zeigt Fig. ι eine Stiftsdhraube,An embodiment of the invention is shown in ^{FIG. 1 of} the drawing. Here Fig. Ι shows a pen hood,

Fig. 2¹ und 3 in vergrößertem Maßstab ein Teilstück einer Stiftschraube und ihrer Gewindebohrung in, zwei verschiedenen/ Lagen.2 ¹ and 3, on an enlarged scale, a portion of a stud screw and its threaded hole in two different positions.

Fig. r zeigt eine aus zylindrischem Halbzeug hergestellte Stiftscbraube mit gerolltem Gewinde. Der Außendurchmesser des Gewindes ist in diesem Fall etwas größer als der Durchmesser des mittleren Schaftes 1 der Schraube. Die Steigung des Gewindes 2 am oberen Ende der Schraube, d. h. an dem Ende, auf welches die Mutter aufgeschraubt wird, ist normal. Das Gewinde 3 am unteren Ende der Schraube, d. h. das Gewinde, welches: in¹ das Loch eingeschraubt wird, hat gemäß der Erfindung wohl normales Gewindeprofil, aber eine Steigung, die vom der des Lochgewindtes abweicht. Die Stiftschraube wird mit ihrem unteren Ende in das Gewindeloch eingeschraubt, und zwar so, daß das ganze untere Ende der Stiftschraube mit dem umgebenden Werkstoff in Gewindeeingriff kommt. Der GewindeeingrifiE erstreckt sich über eine bedeutende Länge, die in der Regel größer ist als der Außendurchmesser des Gewindes.-Fig. R shows a stud screw made from cylindrical semi-finished product with a rolled thread. In this case, the outside diameter of the thread is slightly larger than the diameter of the central shaft 1 of the screw. The pitch of the thread 2 at the upper end of the screw, ie at the end onto which the nut is screwed, is normal. The thread 3 at the lower end of the screw, ie the thread which: in ¹ the hole is screwed in, according to the invention probably has a normal thread profile, but a pitch which deviates from that of the hole thread. The lower end of the stud screw is screwed into the threaded hole in such a way that the entire lower end of the stud screw comes into thread engagement with the surrounding material. The thread engagement extends over a significant length, which is usually greater than the outer diameter of the thread.

Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Teil des unteren Endes¹3 der Stiftschraube, die teilweise in ein Gewindeloch in der Wandung 4 eingeschraubt ist. Das Lochgewinde hat normale Steigung und normales Gewindeprofil, während dtte Steigungjdes^: Gewindes der Schraube kleiner ails normal' ist. Normalerweise besteht immer ein 'gewisses Spiel zwischen den beiden Gewinden. Inifolge des Unterschiedes in der Steigung der beidenGewinde ändern sich jedoch die Spielverüiältnisse zwischen den Flanken der Gewindegänge nach und nach, so daß nach dem Einschrauben einer Anzahl Gewindegänge, in dem gezeigten Fall von fünf Gängen, der innere Gewindegang 5 und der äußere Gewindegang 6 des Schraubengewindes mit ihren Flanken am Lochgewinde zur Anlage kommen, und zwar mit entgegengesetzt liegenden Flanken. Zwischen diesen beiden Gewindegängen ist immer noch Spiel vorhanden, das sich von der einen Gewindeseite zu der anderen verschiebt.Fig. 2 shows in a larger scale a part of the lower end ¹ 3 of the stud, which is partially screwed into a threaded hole in the wall 4. The hole has normal thread pitch and normal thread profile, while DTTE ^{Steigungjdes:} less ails normal 'thread of the screw. Usually there is always a certain amount of play between the two threads. Due to the difference in the pitch of the two threads, however, the play ratios between the flanks of the threads gradually change, so that after screwing in a number of threads, in the case shown of five threads, the inner thread 5 and the outer thread 6 of the screw thread come to rest with their flanks on the hole thread, with opposing flanks. There is still play between these two threads, which is shifted from one thread side to the other.

Wenn nun die Schraube weiter eingeschraubt wird, wie in Fig. 3 gezeigt ist, so entsteht zwischen den Gewinden eine Spannung, die nach und nach mit jedem weiter eingeschraubten Gewindegang wächst und eine Verlängerung der Schraube und eine Zusammendrückung der Wandung des Loches verursacht. In der Figur ist gezeigt, daß der oberste Gewindegang und eine Anzahl der folgenden Gänge der Schraube einem nach oben gerichteten Druck, der tiefste und die darüberliegenden benachbarten Gewindegänge einem nach unten gerichteten Druck ausgesetzt sind, während ein oder mehrere der mittleren Gewindegänge unbelastet sind. Die Größe der Verlängerung der Schraube ist von der Größe des effektiven· Unterschiedes zwischen den Gewindesteigungen abhängig, d. h. von dem Unterschied zwischen den Steigungen über den· ganzen Bereich des. Gewindes, wenn die Schraube vollkommen eingeschraubt ist, vermindert um den Unterschied, der erforderlich; ist um, wie in Fig. 2 gezeigt ist, das Spiel im Gewinde zu kompensieren. Der Unterschied muß größer als das Spiel sein, damit eine wirksame Sicherung entsteht; er muß jedoch andererseits auf solche Werte begrenzt sein, daß die Formänderungen in der Hauptsache elastisch bleiben. Bei Prüfungen mit Stiftschraubenverbindüngen mit Gewinde W ³/₈" und W ⁵/₈" mit einer ■ eingeschraubten Gewindelänge von etwa 1,5 mal dem Gewindedurchmesiser hat es sich gezeigt, daß ein effektiver Steigungsunterschiedvonietwao,i5 mm auf einer Gewindelänge von etwa ©5 mm ein gutes Festsitzen der Stiftscbraube im Loch herbeiführt, ohne eine permanente Änderung der Steigung der Schraube zu verursachen. Für Schrauben mit an- "° deren Durchmessern mit ungefähr dem gleichen Verhältnis zwischen der eingeschraubten Gewindelänge und dem Gewindedurchmesser dürfte dieser Wert ebenfalls zweckmäßig sein. Dadurch, daß die Schraube einer Zugbeanspruchung und die Lochwandung einer Druckbeanspruchung ausgesetzt ist, vermindert sich die Gefahr einer Verletzung des empfindlichen äußersten Gewindeganges des Loches. Bei der gezeigten Ausführungsform hat das Gewinde am unteren Ende der Stiftschraube normale Steigung, während das< Loch ein normales Gewinde hat. Dies bringt den Vorteil, daß normale Gewindebohrer zur Herstellung des Lochgewinldes verwendet werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die gezeigte. Ausführungsform beschränkt. Man kann auch dem Gewinde der Stiftschraube normale Steigung und dem Gewinde des Loches anomale Steigung geben. Auch kann das Gewinde der Schraube eine größere Steigung haben als das Gewinde des Loches.If the screw is screwed in further, as shown in FIG. 3, a tension arises between the threads, which gradually increases with each further screwed thread and causes the screw to lengthen and the wall of the hole to be compressed. In the figure it is shown that the uppermost thread turn and a number of the following turns of the screw are exposed to an upward pressure, the deepest and the overlying adjacent thread turns are subjected to a downward pressure, while one or more of the middle threads are unloaded. The size of the extension of the screw depends on the size of the effective difference between the thread pitches, ie on the difference between the pitches over the entire area of the thread when the screw is screwed in completely, less the difference that is required; is to, as shown in Fig. 2, to compensate for the play in the thread. The difference must be greater than the play in order for an effective safeguard to occur; on the other hand, however, it must be limited to such values that the changes in shape remain mainly elastic. For tests with Stiftschraubenverbindüngen threaded W _^3/8 "and W _^5/8" with a ■ screwed thread length of about 1.5 times the Gewindedurchmesiser it has been found that an effective Steigungsunterschiedvonietwao, i5 mm on a thread length of about © 5 mm ensures that the stud screw is firmly seated in the hole without causing a permanent change in the pitch of the screw. This value should also be useful for screws with different diameters with approximately the same ratio between the screwed-in thread length and the thread diameter. The fact that the screw is subjected to tensile stress and the hole wall to compressive stress reduces the risk of injury to the In the embodiment shown, the thread at the lower end of the stud screw has a normal pitch, while the hole has a normal thread. This has the advantage that normal taps can be used to produce the hole thread. However, the invention is not limited to the embodiment shown, it is also possible to give the thread of the stud screw a normal pitch and the thread of the hole an anomalous pitch, or the thread of the screw can have a greater pitch than the thread of the hole.

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: i. Stiftschraubenverbindung zur Sicherung von Stiftschrauben in ihrem Gewindeloch, dadurch gekennzeichnet, dalß die Gewinde deri. Stud connection for securing stud screws in their threaded hole, thereby marked that the thread of the Stiftschraube und des Loches auf ihrer ganzen Länge normales Gewindeprofil und unveränderliche Steigung haben und daß das Gewinde des einen Teiles normale Steigung hat, während' die Gewinidesteigung des anderen Teiles um so viel von der normalen abweicht, daß beim Einschrauben der Stiftschraube in das Loch eine Verspannung entsteht.Stud screw and hole normal thread profile and unchangeable along their entire length Have pitch and that the thread of one part has normal pitch, while 'the The thread increase of the other part deviates so much from the normal that when it is screwed in the stud screw in the hole creates tension. 2. Stiftschraubenverbindunig nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß -der effektive Steigungsunterschied auf einer Gewindelänge von 25 mm etwa ο, 15 mm beträgt.2. stud screw connector according to claim i, characterized in that -the effective slope difference on a thread length of 25 mm is approximately ο.15 mm. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 5764 3.© 5764 3.