DE1750702A1

DE1750702A1 - Schraubstueck,insbesondere Mutter,mit einem Dicht- und Sicherungsring aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE1750702A1
Application number: DE19681750702
Authority: DE
Inventors: Harry Scheffer
Original assignee: Boellhoff GmbH
Current assignee: Boellhoff GmbH
Priority date: 1968-05-27
Filing date: 1968-05-27
Publication date: 1971-02-18
Also published as: DE1815585B2; US3520342A; DE1815585A1; US3635272A; BR6909206D0

Description

Schraubstück, insbesondere Mutter, mit einem Dicht- und Sicherungsring aus thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung betrifft ein Schraubstück, insbesondere eine Mutter, das auf der Seite seiner Auflagefläche mit einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Dicht- und Sicherungsring versehen ist, der über die Auflagefläche des Schraubstückes hinausragt und sein Gewinde umschliasst.

Die Anordnung des Dicht- und Sicherungsringes auf der Seite der Auflagefläche des Schraubstückes ist zum mindesten bei der Abdichtung gegen höhere Drücke notwendig, um den Dicht- und Sicherungsring in axialer Richtung' zu verspannen.

Im nachfolgenden wird der Einfachheit halber nur von einer futter gesprochen, obwohl die Erfindung auch auf einen Schraubenkopf angewendet werden kann und daher allgemein als Schraub· stück zu bezeichnen ist.

In Betracht kommt also eine Dichtung, die zwischen der Mutter und ihrer Auflagefläche am Werkstück angeordnet ist, wobei die Vermeidung der bei dieser Anordnung auftretenden Schwierig -

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- 2 keiten gegenstand dieser Anmeldung ist.

Bei jeder nur denkbaren AusfUhrungsform eines Kunststoffringes, der sowohl dichten als auch gegen Drehung sichern soll, ist .die Punktion folgende:

Durch den beim Anziehen der Mutter auftretenden Druck soll der zu diesem Zweck geeignete Kunststoff, gegen die Gewindeflanlcen gepresst, die gewünschte Abdichtung und Sicherung hervorrufen, wobei die zum Druckaufbau erforderliche, überschüssige Kunststoffmenge, dem kalten Flusse folgend, in die Durchgangsbohrung abgedrängt werden soll.

Der durch das Anziehen entstehende hohe Druck bringt den Kunststoff in den Bereich des Kaltflusses. Daher ist der Kunst ab ff für einen kurzen Augenblick als Flüssigkeit anzusehen, und somit sind bei der Betrachtung der Vorgänge die für Flüssigkeiten geltenden Gesetze anzuwenden. Da Druck sich in Flüssigkeiten allseitig gleichmäesig ausbreitet, tritt das KaltfHessen nicht nur in der erwünschten Richtung auf die Gewindeflanlcen und die Durchgangsbohrung ein, sondern auch nach aussen in die Auflagefläche.

Dieser in die Auflagefl-äche eingeflossene Kunststoffilm ergibt eine weit niedrigere Reibungsziffer als im Pelle metallischer Berührung. Die Reibung an der Auflagefläche und die Reibung in den Gewindeflanken stellen den Zusammenhang zwischen Anzugsmoment und Vorspannung der Schraubenverbindung her. Die wesentliche Verminderung der Reibung an der Auflagefläche durch einen

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Kunststoffilm führt bei gleichem Anzugsmoment zu einer erheblichen Erhöhung der Vorspannung, häufig sogar zum Abreissen der Schraube.

Die Anzugmomente für die einzelnen Gewindeabmessungen und Wertstoffguten sind allgemein bekannt, so dass eine Veränderung dieser Werte für eine spezielle Dicht- und Sicherungsmutter in der Praxis aus Sicherheitsgründen nicht möglich ist. Bin Herabsetzen des Anzugmomentes auf einen eine überlastung der Sehraubenverbindung mit Sicherheit ausschliessenden Wert würde durch die grosse Streuung der Reibwerte in vielen Fällen den natürlichen Sicherungseffeict jeder Schraubenverbindung durch die Vorspannung vermindern.

Es muss also mit Sicherheit vermieden werden, dass sich in der Auflagefläche zwischen Hatter und Werkstück ein Kuetstoffilm bildet.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass in der Auflagefläche eine oder mehrere, mit dem Dicht- und Sicherungsring verbundene Vertiefungen, beispielsweise in Form nutenfb'rmiger Kanäle angebracht werden» deren Volumen so bemessen ist, dass es zur Aufnahme des nach aussen abfliessenden Kunststoffes mit Sicherheit ausreicht. Unter Umständen kann dieses Zusatevolumen auch als konsentrisch um den Dicht- und Sicherungsring herum angeordnete Nut ausgebildet sein, das Volumen kann auch als Vielkant ausgebildet sein. Derartige Ausführungen kommen inätesondere dann in Betracht, wenn die Flächenpressung eine untergeordnete Rolle spielt.

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Durch diese Massnahme ist metallische Berührung in den Auflageflächen gewährleistet und der einwandfreie Zusammenhang zwischen Anzugsmoment und Torepannkraft wieder hergestellt.

5.·

Durch die in der Kutter befindliche« zum Werkstück weisende Ausnehmung im Mutterkörper zwecks Aufnahme des Kunststoffringes und durch das Zusatzvolumen zum Abfluss des nach aussen fliessendsn Kunststoffe· wird die Auflagefläche der Mutter so stark reduziert, dass in der zur Übertragung der Torspannkraft ▼erbleibenden Restfläohe die spezifische Plächenpressung im allgemeinen die zulässigen Werte übersteigt.

Daher ist zur Tergrösetrung der Auflagefläche zweekmäseigerweise ein Bund anzubringen, der die auftretenden Kräfte so verteilt, dass die spezifische KLäcnenpressung auf ein erträgliches Mass reduziert wird. Dieser Bund bewirkt zusätzlich, dass die Kutter nicht irrtümlich falsch herum aufgeschraubt werden kann.

TJa die Halterung zwieohen des «ms thermoplastischem Kunststoff bestehenden Dicht- und Sicherungsring und dem aus Metall, insbesondere «us Stahl bestehenden Grundkörper des Schraubstockes zu verbessern, kennen die zwieohen Metall und Kunststoff bestehenden flachen unrund mit Bezug auf die Achse des Schraubstttokes ausgeführt sein, und zwar insbesondere in Ιβχβ von Attfrauhungen, Inten und unrunder Ausführung derjenigen Bohrung des Schraubstückes, die zur Aufnahme des Dicht- und Sicherungsringes bestimmt ist. Die erfindungsgemäss vorgesehenen Tertiefungen z.B. in Form nutenförmiger Kanäle

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unterscheiden sich grundsätzlich von diesen unrunden Ausführungen dadurch, dass die Vertiefungen auseerhalb der Flächen vorgesehen sind, längs welcher der Dicht- und Sicherungsring an dem Grundkörper des Schraubetückes haftet.

Als Kunststoffe zur Ausführung der Erfindung eignen sich insbesondere Polyamide wegen ihrer hohen Festigkeit, guten Temperaturbeständigkeit, Steifigkeit, Härte und Zähigkeit, ohne dass die Erfindung auf diese Kunststoffe beschränkt ist.

Vorzugsweise wird der Kunststoff mit dem aus Metall bestehenden Grundkörper des SchraubStückes dadurch verbunden, dass das Schraubstück auf eine derartige Temperatur erhitzt wird, dass der Kunststoff auf das Schraubstück aufgeschmolzen wird.

Zur Erhitzung des Schraubstückes dient insbesondere eine induktive Hochfrequenzbeheizung, da hierbei auf besonders einfache Art eine Oberflächenerhitzung des Schraubstückes durch induzierte Wirbelströme erreicht wird. Die Eindringtiefe der Erwärmung nimmt auf bekannte Weise mit steigender Frequenz ab. ^s ist hierbei also besonders.einfach möglich, die Erhitzung des Grundkörpers des Schraubstüokes auf den Bereich zu beschränken, der zum Zwecke des Aufschmelzen des thermoplastischen Kunststoffes erhitzt werden muss·

Weitere Verbesserungen und eweckmäasige Ausgestaltungen der Erfindung sind an Hand der beiliegenden Abbildung erläutert.

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Pig. 1» zeigt eine erfindungsgemäss ausgebildete Mutter,

und zwar in der linken Hälfte in Ansicht und in der rechten Hälfte im Schnitt,

Pig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die Mutter der Pig.l von unten gesehen,

Pig. 3 eine teilweise im Schnitt gebrachte Ansicht der ^1Autter der Fig. 1 und 2 in montiertem Zustande, bei der also die Nutter unter Spannung auf das Gewindeende eines Sdraubbolzens aufgeschraubt worden ist.

Gemäße den Pig. 1 bis 2 ist der als Sechskantmutter ausgebildete Grundkörper 1 des Schraubstückes auf der Seite seiner Auflagefläche mit einem Bund 2 versehen, dessen Durohmesser grosser ist als der grosste Durchmesser des SechskantStückes. Die Mutter 1 ist an der Seite ihrer Auflagefläche 3 mit einer Ringnut versehen, die zur Aufnahme des aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehenden Dicht- und Sicherungsring 5 dient.

Diese Hut 4 ist mit einer ringsherumlaufenden Hinterschneidung versehen. Der Dicht- und Sicherungsring 5 Tagt mit einem etwa kugelsegmentförmigen !Peil 7 über die Auflagefläche 3 hinaus. Wie sich weiter aus den beiden Figuren ergibt, ist da· Gewinde 8 des Sohraubstückes auch in dem Bereiche 9 in den Sicht- und Sicherungsring eingeschnitten·

Se sind ausserdem nutenförmige Kanäle Io vorgesehen, die sich nach der Auflagefläche 3 au offnen und mit dem Dicht- und

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Sicherungsring 5 in Verbindung stehen. Im Ausführungsbeispiel sind sechs derartige Kanäle Io vorgesehen. Ihre Breite - in Umfangsrichtung - ist derart gewählt, dass sie insgesamt etwa einen Umkreis von 90° umfassen·

Im unbelasteten Zustand tritt der Dicht- und Sicherungsring etwas in die Kanäle Io hinein, was aber nicht unbedingt erforderlich ist. Man ersieht deutlich aus den Fig. 1 und 2, dass in unbelastetem Zustande die Kanäle ein freies Volumen zur Verfügung stellen, das nicht mit Kunststoff ausgefüllt ist.

In Fig. 3 sind die gleichen Besugeeeichen benutzt worden wie in den Fig. 1 und 2. Die Mutter 1 ist hier jedoch auf das Gewindeende 12 eines Schraubboleens 13 aufgeschraubt worden, indem sich der Bund 2dss Schraubetttckes gegen eine Fläche abstützt, deren Bohrung, durch die der Sohraubbolzen 13 hindurchtritt, mit 15 beaelohnet 1st. Man ersieht aus dieser Fi£. :, wie der kunststoff 5 einerseits in die Bohrung Iß des Teiles 14 hineIngefloaten ist, andererseits aber die für den Abfluss vorgesehene Hut Io nicht gane ausfüllt, also einen nunmehr verkleinerten Baum 11 offenläset. Ss ist demgemäss mit Sicherheit genügend Baum für den nach aussen abfliessenden Kunststoff 5 vorgesehen.

Die Auflagefläche 3 der Matter bleibt frei von Kunststoff. Durch die Anordnung des Bundes 2 ist sichergestellt, dass die spezifische Flächenpretsung in der Fläche 3 nicht die zulässigen '.i'erte übersteigt.

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Claims

Patentansprüche

1. Schraubstück, insbesondere Mutter, das auf der Seite seiner Auflagefläche mit einem aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Dicht- und Sicherungsring versehen ist, der über die Auflagefläche des Schraubstückes hinausragt und sein Gewinde umschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Auflagefläche (3) dee Schraubstückes (JL - 2) eine oder mehrere, mit dem Dicht- und Sicherungsring (5) verbundene Vertiefungen, beispielsweise nutenförmige Kanäle (Io) aufweist, deren Volumen so bemessen ist, dass es zur Aufnahme des -beim Anziehen des Schraubstückes in den. Bereich ieiner Auflagefläche abfliessenden Kunststoffes ausreicht·

2. Schraubetück nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich eein Gewinde (8) in den Dicht- und Sicherungsring (5) fortsetzt.

3. Schraubetück nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die am Schraubstückkörper (1-2) zur Auf-

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nähme des Dickt- und Sicherungsringes (5) vorgesehene Mut ' mit einer Hinterschneidung (6) versehen ist.

4. Schraubstück: nach einem der Ansprüche 1 "bis 5» dadurch gekenn-

aeichneiL^dass_ea_jnit einenL,^ ssijie_ Auflagefläche (3)_ver-

grössernden Bund (2) versehen ist.

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