DE1035411B

DE1035411B - Head of a machine screw or machine nut to achieve a resilient contact pressure

Info

Publication number: DE1035411B
Application number: DEB32713A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Rudolf Koerber
Original assignee: RUDOLF KOERBER DIPL ING
Current assignee: RUDOLF KOERBER DIPL ING
Priority date: 1954-09-23
Filing date: 1954-09-23
Publication date: 1958-07-31

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei der Verschraubung zweier Konstruktionselemente wird oft ein federnder Anpreßdruck verlangt, zumal wenn durch hohe Temperaturunterschiede eine erhebliche Ausdehnung oder Schrumpfung der zu verbindenden Teile einsetzt. Es soll dabei gewährleistet werden, daß die Teile trotz des Wärmespiels unter einem gewissen Druck aufeinanderliegen. Diese Aufgabe liegt beispielsweise im Motorenbau bei Zylinderkopfverschraubungen bzw. bei Ventilen vor. Sie wird bisher z. B. durch die sogenannte Dehnschraube gelöst, die bei entsprechender Länge innerhalb ihrer elastischen Verformbarkeit in der Längsrichtung der Ausdehnung bzw. Schrumpfung der Bauteile bei Temperaturveränderungen elastisch folgen kann. Steht die hierfür erforderliche Baulänge jedoch nicht zur Verfügung, so ist diese Aufgabe bislang nur durch zusätzliche Federelemente, z. B. Schrauben- oder Tellerfedern, gelöst, wobei Tellerfedern der Vorzug zu geben ist. Tellerfedern sind nur in gewissen geringen Stärken wirtschaftlich herstellbar, so daß man gezwungen ist, bei höheren Drücken einen Satz aus mehreren Tellerfedern anzuwenden. Dabei ergeben sich als weiterer Nachteil hohe Reibungsverluste.When two structural elements are screwed together, a resilient contact pressure is often required, especially when the parts to be connected start to expand or shrink considerably due to high temperature differences. The aim is to ensure that the parts lie on top of one another under a certain pressure despite the heat play. This is the task, for example, in engine construction with cylinder head screw connections or with valves. It is so far z. B. solved by the so-called expansion screw, which can elastically follow the expansion or shrinkage of the components in the event of temperature changes within their elastic deformability in the longitudinal direction with a corresponding length. However, if the overall length required for this is not available, this task has so far only been possible through additional spring elements, e.g. B. coil or disc springs, solved, with disc springs to be given preference. Disc springs can only be produced economically in certain small thicknesses, so that one is forced to use a set of several disc springs at higher pressures. Another disadvantage is high friction losses.

Diese Nachteile können durch einen Schraubenkopf bzw. eine Mutter beseitigt werden, der bzw. die zur Erzielung eines federnden Anpreßdruckes ausschließlich mit einer äußeren ringförmigen Fläche auf der Unterlage ruht und dessen bzw. deren Durchmesser mindestens dem dreifachen Bolzendurchmesser entspricht, wobei die Höhe der Mutter bzw. des Kopfes so gering bemessen ist, daß die höchstzulässige Belastung des Bolzens den Kopf bzw. die Mutter bis an die Grenze bleibender \^Aerformung belastet. Der Vorschlag, eine an sich bekannte Schraube bzw. Mutter dieser Form zu den genannten Zwecken zu verwenden, ist bisher noch nicht gemacht. Es ist daher bei der bekannten Schrauben- bzw. Mutterform auch keine Sicherheit dafür gegeben, daß der Kopf bzw. die Mutter nicht bleibenden Verformungen unterworfen wird. Dies wird nun erfindungsgemäß dadurch sichergestellt, daß auf der druckausübenden Seite des Kopfes bzw. der Mutter ein Begrenzungsteil vorgesehen ist, das sich beim Anziehen der Schraube bzw. Mutter auf die Unterlage aufsetzt und eine Überbeanspruchung des federnden Teiles verhindert.These disadvantages can be eliminated by a screw head or a nut, which rests exclusively with an outer annular surface on the base to achieve a resilient contact pressure and whose diameter corresponds to at least three times the bolt diameter, the height of the nut or is. the head dimensioned so small that the maximum allowable load on the bolt head or the nut to the limit of a constant \ ^A charged no deformation. The proposal to use a screw or nut of this form known per se for the purposes mentioned has not yet been made. With the known screw or nut shape, there is therefore no guarantee that the head or the nut will not be subjected to permanent deformations. This is now ensured according to the invention in that a limiting part is provided on the pressure-exerting side of the head or the nut, which sits on the base when the screw or nut is tightened and prevents overstressing of the resilient part.

Ein solcher Ansatz kann fabrikatorisch verhältnismäßig leicht so bemessen werden, daß eine bleibende Verformung des federnden Schraubenkopfes bzw. der Mutter vermieden wird. In der Zeichnung zeigtSuch an approach can be proportionate in terms of manufacturing can easily be dimensioned so that a permanent deformation of the resilient screw head or the Mother is avoided. In the drawing shows

Fig. 1 einen Schnitt I-I der Fig. 2 einer erfindungsgemäßen Schraube mit federndem Ansatz,Fig. 1 shows a section I-I of Fig. 2 of an inventive Spring-loaded screw,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Schraube nach Fig. 1,FIG. 2 is a plan view of the screw according to FIG. 1,

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schraubenmutter mit federndem Ansatz,3 shows a partial section through a screw nut according to the invention with a resilient extension,

Kopf einer MaschinenschraubeHead of a machine screw

bzw. Maschinenmutter zur Erzielungor machine nut to achieve

eines federnden Anpreßdruckesa resilient contact pressure

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Rudolf Körber,
Regensburg, Winzerweg 14Dipl.-Ing. Rudolf Koerber,
Regensburg, Winzerweg 14

Dipl.-Ing. Rudolf Körber, Regensburg,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Rudolf Körber, Regensburg,
has been named as the inventor

Fig. 4 eine Draufsicht auf die in Fig. 3 dargestellte Schraubenmutter, währendFig. 4 is a plan view of the nut shown in Fig. 3, while

Fig. 5 und 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel erläutern. FIGS. 5 and 6 explain a further exemplary embodiment.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Schraubenbolzen 1 mit einem erfindungsgemäßen Schraubenkopf 2 versehen, der einen Innensechskant 3 zum Ansetzen eines Steckschlüssels besitzt. Die Schraube 1 ist durch eine Bohrung 4 α eines Blockes 4 gesteckt, der durch die Schraube auf ein nicht gezeichnetes Teil aufgeschraubt werden soll. Der Schraubenkopf 2 besitzt einen Ansatz 6, der in radialer Richtung tellerförmig konisch derart ausgebildet ist, daß ein Körper gleicher Festigkeit unter Berücksichtigung der Ringspannung entsteht. Beim Anziehen einer solchen Schraube oder Mutter wird der Federweg gleichmäßig über den ganzen Ansatz verteilt. Rechts der Mittellinie des Bolzens liegt der Rand 5 des federnden Ansatzes 6 mit voller Federspannung, ferner das Begrenzungsteil 7 satt auf dem Block 4 auf. Links der Mittellinie ist der Block 4, in übertriebenem Maßstab dargestellt, durch Kälte so weit geschrumpft, daß das Begrenzungsteil 7 keine Auflage mehr auf ihm hat. Dagegen wird der Schraubendruck weiterhin über den der Bewegung des Blockes 4 federnd folgenden Rand 5 des Schraubenkopfes auf den Block 4 übertragen. Damit ist die Schraubenverbindung trotz der Schrumpfung weiterhin gesichert.1 and 2, a screw bolt 1 is provided with a screw head 2 according to the invention, which has a hexagon socket 3 for attaching a socket wrench. The screw 1 is inserted through a hole 4 α of a block 4 which is to be screwed onto a part not shown by the screw. The screw head 2 has a shoulder 6 which is conical in the radial direction in the shape of a plate in such a way that a body of the same strength is created, taking into account the ring tension. When tightening such a screw or nut, the spring travel is evenly distributed over the entire approach. To the right of the center line of the bolt is the edge 5 of the resilient extension 6 with full spring tension, and also the delimiting part 7 lies snugly on the block 4. To the left of the center line, the block 4, shown on an exaggerated scale, has shrunk to such an extent by the cold that the delimiting part 7 no longer has any support on it. In contrast, the screw pressure continues to be transmitted to the block 4 via the edge 5 of the screw head resiliently following the movement of the block 4. The screw connection is thus still secured despite the shrinkage.

Die Mutter gemäß Fig. 3 ist links im Schnitt dargestellt. Sie ist auf einen Bolzen 14 aufgeschraubt, der durch eine Bohrung 15 eines Blockes 10 hindurchragt. Die Mutter ist so auf den Block 10 gepreßt, daß der Rand ihres tellerförmigen Ansatzes wie auch das Begrenzungsteil auf dem Block aufliegen. Rechts ist dieThe nut according to FIG. 3 is shown in section on the left. It is screwed onto a bolt 14, the protrudes through a bore 15 of a block 10. The mother is so pressed on the block 10 that the The edge of your plate-shaped approach as well as the limiting part rest on the block. On the right is the

809 579/255809 579/255

gleiche Mutter nach Schrumpfung des Blockes 10 in Seitenansicht dargestellt. Die Mutter besitzt einen Außensechskant 12 zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels. Im übrigen ist die Mutter entsprechend dem Schraubenkopf nach Fig. 1 und 2 ausgebildet.the same nut after shrinkage of the block 10 shown in side view. The mother owns one External hexagon 12 for attaching a wrench. Otherwise, the mother is accordingly the screw head according to FIGS. 1 and 2 is formed.

Die Schraube gemäß den Fig. 6 und 7 besitzt einen oben abgerundeten Kopf mit tellerförmigem Ansatz 21 ähnlich dem gemäß Fig. 1.The screw according to FIGS. 6 and 7 has a head rounded at the top with a plate-shaped shoulder 21 similar to that of FIG. 1.

Zweckmäßigerweise besteht die Schraube bzw. Mutter aus vergütetem Schraubenstahl und kann im Warmpreßverfahren hergestellt sein.The screw or nut is expediently made of tempered screw steel and can be used in the Be made by hot pressing.

Claims

Patent claims:

1. Head of a machine screw or machine nut, the or the to achieve a resilient contact pressure exclusively with one outer annular surface rests on the base and its or their diameter at least corresponds to three times the bolt diameter, the height of the nut or head being so small that the maximum permissible Load the bolt on the head or the nut to the limit of permanent deformation loaded, characterized in that on the pressure-exerting side of the head or the Nut a limiting part (7) is provided, which when tightening the screw or the The nut is placed on the base (4,10) and the resilient part (6,21; prevented.

2. head of a machine screw or nut according to claim 1, characterized in that the axial cross-section of the screw head or the nut tapers outward in such a way that the head or the nut, taking into account the ring tension, a body of the same strength results.

Considered publications:
British Patent No. 640 046;
U.S. Patent Nos. 2,226,491, 2,032,099.

1 sheet of drawings