DE9308096U1

DE9308096U1 - Anordnung zur Verliersicherung von Schrauben

Info

Publication number: DE9308096U1
Application number: DE9308096U
Authority: DE
Original assignee: Ultrakust Electronic GmbH
Current assignee: Ultrakust Electronic GmbH
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1993-07-29
Anticipated expiration: 2003-05-29

Description

Anordnung zur Verliersicherung von Schrauben

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verliersicherung
von Schrauben, insbesondere von Schaftschrauben, welche ein Bolzengewinde an einem Schraubenende und einen gewindefreien Bolzenabschnitt zwischen einem Schraubenkopf und dem Bolzengewinde aufweisen.

Zum Verbinden oder zur Montage von Bauteilen, Geräteteilen, Blechen und dergleichen wird eine Schraube in Bohrungen der zu verbindenden Teile eingeführt und festgeschraubt. Bei
Schaftschrauben gelangt dabei das Bolzengewinde in Eingriff mit einer Gewindebohrung, welche wenigstens in einem der
Verbindungsteile ausgebildet ist.

Es ist bekannt, eine Verliersicherung für Schrauben mit
Hilfe von Sprengringen oder Federringen zu erreichen. Diese Spreng- oder Federringe rasten im Bereich des überstehenden Schraubenschaftes in einen Gewindegang des Bolzengewindes
oder in eine umlaufende Nut ein und bewirken die Unverlierbarkeit einer Schraube. Bei einer Dünnschaftschraube ist es üblich, einen relativ kurzen, endseitigen Schaftabschnitt
mit einem Außengewinde zu versehen, welches mit einer entsprechend ausgebildeten Gewindebohrung in einem Verbindungsteil als Schraubensicherung zusammenwirkt.

Ferner ist es bekannt, auf ein aus der Durchgangsbohrung herausragenden Abschnitt eines Bolzengewindes einen Schrumpfschlauch aufzubringen. Dieser Schrumpfschlauch oder eine ähnliche Maßnahme blockiert Gewindegänge des Bolzengewindes, so daß ein Entfernen der Schraube und Lösen der Schraubverbindung ohne Zerstörung nicht oder nur schwer möglich ist.

Nachteilig bei diesen Sicherungsmaßnahmen ist der für das Herstellen und Anordnen der Sicherungselemente verbundene Aufwand, der Zusatzkosten verursacht und insbesondere zu höheren Lohn- und Montagekosten führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besonders einfache und effiziente Anordnung die Unverlierbarkeit von Schrauben in Schraubverbindungen zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Ausbildungen sind in den Unteransprüchen und in der Figurenbeschreibung enthalten.

Die erfindungsgemäße Anordnung geht von Schrauben aus, welche zwischen einem Schraubenkopf und einem Bolzengewinde einen gewindefreien Bolzenabschnitt aufweisen und als Dünnschaf tschrauben bezeichnet werden. Zur erfindungsgemäßen Sicherung einer Schraubverbindung von wenigstens zwei Teilen, die in Form, Material und Einsatzgebiet keinen Beschränkungen unterworfen sind und nachfolgend vereinfacht als Verbindungsteile bezeichnet werden, ist an einem schraubenkopfseitigen Teil eine Bohrung ausgebildet, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Schraubenschaftes.

Bevorzugt ist der Durchmesser der Bohrung geringfügig größer als der Durchmesser des gewindefreien Bolzenabschnittes und als der Außendurchmesser des endseitigen Bolzengewindes, so daß die Schraube unbehindert in diese Bohrung eingeführt werden kann. Der gewindefreie Bolzenabschnitt kann auch als eine umlaufende Nut im Gewindeauslauf bzw. im Übergang zwischen Schraubenkopf und Bolzengewinde ausgebildet sein.

Gemäß der Erfindung ist die Oberfläche des schraubenkopfseitigen Verbindungsteils in einem Auflagebereich des Schraubenkopfes als ein erhöhter Materialring oder als nahezu ringförmige Ausformung ausgebildet. Während des Befestigungsvorganges, d.h. beim Einschrauben und Anziehen der Schraube, wird der Materialring durch eine Flächenpressung des an- oder aufliegenden Schraubenkopfes kalt verformt und in einen ringförmigen Zwischenraum gepreßt, welcher zwischen dem gewindefreien Bolzenabschnitt bzw. der Nut und der Wandung der Bohrung im Bereich des Materialringes gebildet ist. Sobald der Schraubenkopf auf der Oberfläche des Verbindungsteils eben aufliegt, ist bei entsprechender Dimensionierung des Materialringes im Verhältnis zum Schaftdurchmesser und Innendurchmesser der Bohrung des Verbindungsteils ein Sicherungsring gebildet, durch den die Schraube unverlierbar gehalten ist.

Bevorzugt ist der Materialring kegelstumpfförmig geformt mit einer ebenen Auflagefläche für den Schraubenkopf. Durch einen zur Schraubenachse abgeschrägten Kegelstumpfmantel ist die Richtung der Verformung vorgegeben.

Bei zu verbindenden Blechen kann der Materialring zusammen mit der Bohrung, die auch als Durchgangsbohrung bezeichnet werden kann, durch einen Stanz- und Biegeprozeß hergestellt werden.

Bevorzugt wird der Materialring dem zu verbindenden Teil angegossen. Insbesondere bei Aluminium- Druckguß wird so verfahren.

Besonders vorteilhaft für die Bildung eines Sicherungsringes beim Schraubenanziehen ist eine Bohrung im schraubenkopfseitigen Verbindungsteil, welche einen konischen, sich zum Materialring verjüngenden Übergangsbereich aufweist. Dadurch ist eine umlaufende Eckenausbildung vorhanden sowie zur Schraubenachse geneigte Flächenbereiche, die eine definierte Verformung des Materialringes gewährleisten.

Der Sicherungsring hält die Schraube sicher und unverlierbar, wobei auch ein Herausdrehen der Schraube und ein Lösen der Schraubverbindung ohne Zerstörung nicht möglich ist.

Um ein Lösen einer erfindungsgemäß gesicherten Schraubverbindung zu erreichen, sind in einer Weiterbildung der Erfindung in der Bohrung des schraubkopfseitigen Verbindungsteils, bevorzugt im Übergangsbereich und bis zum Materialring reichende Stege angeordnet. Diese Stege sind zusammen mit dem Sicherungsring angegossen. Wenn der Materialring beim Anziehen der Schraube in Richtung Schraubenachse eingepreßt wird, knicken die in einem gleichen Abstand angeordneten Stege ein und liegen als abgewinkelte Sicherungsstege zusätzlich zum Sicherungsring am Schraubenschaft an.

Diese Anordnung mit zweifacher Schraubensicherung weist als einen weiteren, wesentlichen Vorteil die Möglichkeit auf, die Schraube aus der Gewindebohrung herauszudrehen und die Schraubverbindung zwischen Verbindungsteilen ohne Zerstörung zu lösen.

Es wurde gefunden, daß die abgewinkelten Sicherungsstege beim Herausschrauben nahezu als Schneidelemente wirken und am Bolzengewinde angreifen. Daraus resultiert ein Zertrennen des Sicherungsringes, so daß die Schraube nicht mehr eingepreßt ist und folglich entnommen werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung weiter beschrieben; in dieser zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Anordnung ;

Fig. 2 einen Längsschnitt gemäß Fig. 1 mit gesicherter Schraubverbindung;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein schraubenkopfseitiges Verbindungsteil mit Materialring und Stegen;

Fig. 4 eine Ansicht der Bohrung gemäß Pfeil A in Fig. 3 und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine Schraubverbindung mit Sicherungsring und Sicherungsstegen.

In Fig. 1 ist in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schraubensicherung gezeigt. Als Schraube 3 ist eine Dünnschaftschraube mit einem Schraubenkopf 5, einem Bolzengewinde 7 und einem gewindefreien Bolzenabschnitt 9 zwischen dem Schraubenkopf und dem Bolzengewinde zur Befestigung von Verbindungsteilen 22, 24 vorgesehen. Zum Verspannen der Verbindungsteile 22, 24 wird die Schraube 3 in eine Bohrung 12 des schraubenkopfseitigen Verbindungsteils 22 eingeführt und in eine Gewindebohrung 13 des zweiten Verbindungsteils 24 eingeschraubt.

Als Verliersicherung ist in dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 in einem Auflagebereich 25 des schraubenkopfseitigen Verbindungsteils 22 ein überstehender Materialring 27 ausgebildet, der die Form eines Pyramidenstumpfes aufweist. Grundsätzlich ist auch eine manschetten- oder kragenartige Ausformung möglich. Vorteilhaft ist bei dem in Fig. 1 gezeigten, pyramidenstumpfförmigen Materialring 27 eine zum Schraubenkopf 5 gerichtete, ebene Auflagefläche 29, welche eine optimale Flächenpressung des Schraubenkopfes 5 beim Anziehen der Schraube 3 bewirkt.

Aufgrund der Flächenpressung und der Dimensionierung und Formgebung der Bohrung 12 im Bereich des Materialringes 27 wird eine Verformung des Materialringes 27 in einen Sicherungsring 17 (siehe Fig. 2) hervorgerufen. Um die Ausformung eines am gewindefreien Bolzenabschnitt 9 angepreßten Sicherungsringes 17 zu ermöglichen, ist der Durchmesser der Bohrung 12 sowohl im Bereich des Materialringes 27 als auch im unteren Bereich 26 und in einem konisch verlaufenden Übergangsbereich 23 größer als der Schaftdurchmesser. In den dadurch gebildeten Zwischenraum wird beim Anziehen der Schraube 3 das Material des Materialringes 27 durch Kaltverformung gepreßt, so daß es als Sicherungsring 17 am gewindefreien Bolzenabschnitt 9 anliegt und die Schraubensicherung bewirkt. Ein Lösen der Schraubverbindung gemäß Fig. 2 ist ohne Zerstörung der Schraube 3 bzw. der Verbindungsteile 22, 24 nicht möglich.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 bis 5 sind zusätzlich zu einem Materialring 27 an der Innenwandung einer Bohrung 12 im Bereich eines Übergangsbereiches 23 koaxial verlaufende, dünne und verbiegbare Stege 14 angeordnet. Aus der Ansicht gemäß Fig. 4 geht hervor, daß in diesem Ausführungsbeispiel vier Stege 14 angeordnet sind.

Beim Eindrehen der Schraube 3 in eine Gewindebohrung 13 des unteren Verbindungsteiles 24 wird wiederum der angegossene Materialring 27 (Fig. 3) in Richtung zur Schraubenachse 18 kalt verformt, wobei ein am gewindefreien Bolzenabschnitt gepreßter Sicherungsring 17 entsteht (Fig. 5). Bei diesem Verformungsvorgang werden gleichzeitig die bis zum Materialring 27 reichenden Stege 14 zu abgewinkelten Sicherungsstegen 19 verformt, die analog zum Sicherungsring 17 am gewindefreien Bolzenabschnitt 9 angepreßt werden. Besonders vorteilhaft ist, daß die Sicherungsstege 19 mit ihren abgewinkelten Bereichen ein Herausdrehen der Schraube 3 ermöglichen, indem die abgewinkelten Bereiche als Elemente wirken, in welche die Gewindegänge der Schraube einschneiden, derart, daß das Gewinde auch durch den eingedrückten Ring 17 gepreßt wird, wenn die Schraube rückwärts ausgedreht wird. Danach wirkt das so gebildete Gewinde als sicherndes Element, wie bekannt, ohne jedoch den Arbeitsgang des Gewindeschneidens erfordert zu haben.

Claims

Ansprüche

1. Anordnung zur Verliersicherung von Schrauben (3), insbesondere von Schaftschrauben, welche zwischen einem Schraubenkopf (5) und einem Bolzengewinde (7) einen gewindefreien Bolzenabschnitt (9) aufweisen und in Bohrungen (12, 13), welche in Verbindungsteilen (22, 24) ausgebildet sind, einschraubbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß ein schraubenkopfseitiges Verbindungsteil (22) für den Schraubenkopf (5) einen Auflagebereich (25) aufweist, welcher als Materialring (27) ausgebildet ist,

daß die Bohrung (12) des schraubenkopfseitigen Verbindungsteils (22) einen größeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser des Bolzengewindes (7) und des gewindefreien Bolzenabschnittes (9) und

daß der Materialring (27) beim Anziehen der Schraube (3) in einen an dem gewindefreien Bolzenabschnitt (7) angepaßten Sicherungsring (17) umformbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Materialring (27) kegelstumpfförmig ausgebildet ist und eine plane Auflagefläche (29) für den Schraubenkopf (5) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialring (27) durch Kaltverformung oder durch Druckguß gebildet ist.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (12) des schraubenkopfseitigen Verbindungsteils (22) im Bereich des Materialrings (27) einen geringeren Durchmesser aufweist als in einem unteren Bereich (26) und

daß ein Übergangsbereich (23) ausgebildet ist, welcher insbesondere konisch verläuft.

5. Anordnung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der angepreßte Sicherungsring (17) durch Flächenpressung des Schraubenkopfes (5) auf den Materialring (27) und durch Abknicken des Übergangsbereiches (23) in Richtung Schraubenachse (18) gebildet ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet, daß im Übergangsbereich (23) der Bohrung (12) koaxial zur Schraubenachse (18) verlaufende Stege (14) angeordnet sind, die beim Anziehen der Schraube (3) und bei Bildung des Sicherungsringes (17) zu abgewinkelten, am gewindefreien Bolzenabschnitt (9) angepreßten Sicherungsstegen (19) verformbar sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6,

dadurch gekennz eichnet, daß die abgewinkelten Sicherungsstege (19) zum Her-

ausschrauben der Schraube (3) durch den Sicherungsring (17) Angriffs- oder Einschneidbereiche für das Bolzengewinde (7) bilden.

8. Anordnung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die abgewinkelten Sicherungsstege (19) zum Herausdrehen der Schraube (3) partielle Gewindegänge mit der Schraube (3) bilden.

9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Verbindungsteile (22, 24) mit Hilfe der Schraube (3) verbunden sind und daß im gewindeseitigen Verbindungsteil (24) eine Gewindebohrung (13) zur kraftschlüssigen Aufnahme der Schraube (3) ausgebildet ist.

10. Anordnung einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gewindefreie Bolzenabschnitt (9) als Nut zwischen dem Schraubenkopf (5) und dem Bolzengewinde (7) ausgebildet ist.