DE20116901U1

DE20116901U1 - Joint connection for metal elements and fitting screws for such a joint connection

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Publication number: DE20116901U1
Application number: DE20116901U
Authority: DE
Original assignee: Schmitz Cargobull AG
Current assignee: Schmitz Cargobull AG
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: DE10248102B4; DE10248102A1

Description

SZG91T2SZG91T2

Fügeverbindung für Metallelemente und Schraube für eineJoining connection for metal elements and screw for a

solche FügeVerbindungsuch joint connection

Die Erfindung betrifft eine Fügeverbindung für Metallelemente, die über koinzidierende Bohrungen und mittels einer durch die Bohrungen reichenden metallenen Schraube mit Mutter verbunden sind, wobei die Schraube aufweist:The invention relates to a joint for metal elements which are connected via coincident bores and by means of a metal screw with nut extending through the bores, the screw comprising:

- einen Kopf mit im wesentlichen flacher Unterseite, der auf einer Oberseite des oben liegenden Metallelementes aufliegt, - a head with a substantially flat underside resting on an upper surface of the upper metal element,

- einen sich an den Kopf anschließenden, die Bohrungen durchsetzenden Einpaßschaftteil,- a fitting shaft part adjoining the head and passing through the holes,

- einen den unteren Teil der Schraube bildenden Gewindeschaftteil, - a threaded shaft part forming the lower part of the screw,

- eine auf den Gewindeschaftteil aufgeschraubte Mutter, die auf das unten liegende Metallelement drückt.- a nut screwed onto the threaded shaft part, which presses on the metal element below.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus auch die Schraube mit Mutter für eine solche Fügeverbindung.The invention also relates to the screw with nut for such a joint connection.

Es ist bekannt, Metallelemente der vorgenannten Art durch sogenannte Paßschrauben zu verbinden. Beispielsweise ist in dem Buch &ldquor;TECHNOLOGIE METALL'; 1. Auflage, Verlag Handwerk und Technik, Hamburg, 1990, auf Seite 290 unter der Rubrik &ldquor;Schraubenarten* eine solche Schraube in Anwendung auf einenIt is known to connect metal elements of the aforementioned type using so-called fitting screws. For example, in the book "TECHNOLOGIE METALL" (METALL TECHNOLOGY), 1st edition, Verlag Handwerk und Technik, Hamburg, 1990, on page 290 under the heading "Types of screws*" such a screw is used on a

zusammengebauten Kegelradträger abgebildet; sie wird hier als Paßschraube bezeichnet.assembled bevel gear carrier; it is referred to here as a fitting screw.

Der die Bohrungen der Metallelemente durchsetzende Einpaßschaftteil liegt sehr eng an der Innenfläche der Bohrungen an, damit neben der kraftschlüssigen Verbindung durch Schraubenkopf und Mutter auch eine ausreichend spielfreie, formschlüssige Verbindung hervorgerufen wird.The fitting shaft part that passes through the holes in the metal elements fits very closely to the inner surface of the holes so that, in addition to the force-fitting connection by the screw head and nut, a sufficiently play-free, form-fitting connection is also created.

Es stellt sich die Aufgabe, eine derartige Fügeverbindung für Metallelemente weiterzuentwickeln, wobei insbesondere die Verdrehsicherung des Schraubenschaftes bei hoher Ausziehsicherheit zu schaffen ist.The task is to further develop such a joint connection for metal elements, whereby in particular the anti-twisting protection of the screw shaft must be created with a high degree of pull-out safety.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einer Fügeverbindung mit einer Schraube und kompatibler Mutter, bei der der Einpaßschaftteil in Reibkontakt mit der Innenseite der Bohrungen steht und mit über seine Peripherie verteilten, in Achsenrichtung der Schraube verlaufenden feinen Kannelüren und Rippen versehen ist, die sich beim Anziehen der Mutter in die Innenseiten der Bohrungen einarbeiten und eine verdreh- und schubfeste Verbindung zwischen Bohrungsinnenseiten und Einpaßschaftteil herstellen.This task is solved by a joint connection with a screw and a compatible nut, in which the fitting shaft part is in frictional contact with the inside of the bores and is provided with fine flutes and ribs distributed over its periphery and running in the axial direction of the screw, which work their way into the inside of the bores when the nut is tightened and create a torsion- and shear-resistant connection between the inside of the bores and the fitting shaft part.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Schraube für eine Fügeverbindung für Metallelemente der oben bezeichneten Art, bei der Einpaßschaftteil mit über seine Peripherie verteilten, in Achsenrichtung der Schraube verlaufenden feinen Kannelüren und Rippen versehen ist, die beim Einpassen und Anziehen der Mutter in die Innenseiten der Bohrungen einarbeitbar sind.The invention further relates to a screw for a joint connection for metal elements of the type described above, in which the fitting shaft part is provided with fine flutes and ribs distributed over its periphery, running in the axial direction of the screw, which can be worked into the inner sides of the bores when fitting and tightening the nut.

Unter &ldquor;feinen Kannelüren und Rippen* soll eine Struktur verstanden werden, die den bei Säulen üblichen Kannelüren undThe term “fine fluting and ribs” refers to a structure that resembles the fluting and ribs commonly found on columns.

Rippen entspricht, jedoch sehr viel feiner ist und eine riefenartige Textur besitzt. So sind zwischen 30 bis 90 Kanneluren-Rippen-Paare auf der Peripherie des Einpaßschaftteils verteilt.Ribs, but is much finer and has a grooved texture. Between 30 and 90 pairs of fluted ribs are distributed around the periphery of the fitting shaft part.

Die Länge des Einpaßschaftteils ist für jede Schraube so bemessen, daß er wenigstens über die gesamte Höhe beider Bohrungen reicht, so daß auch in beiden Bohrungen eine Verankerung des Schraubenschaftes stattfindet.The length of the fitting shaft part is dimensioned for each screw so that it extends at least over the entire height of both holes, so that the screw shaft is anchored in both holes.

Die Begriffe &ldquor;oben' und &ldquor;unten' beziehen sich auf eine Darstellung gemäß Fig. 1 der Zeichnungen und sind nur für eine beschreibende Zuordnung gedacht. Selbstverständlich können auch durch die Fügeverbindung verschiedene Stellungen eingenommen werden, wie dies üblich ist. Auch sind Begriffsbestimmungen für Definitionen von Schrauben verwendet worden, wie sie beispielsweise aus dem genannten Buch &ldquor;TECHNOLOGIE METALL* hervorgehen. Der Kerndurchmesser des Einpaßschaftteils ist etwas kleiner als der Durchmesser der koinzidierenden Bohrungen, wobei der Unterschied zwischen Kern- und Außendurchmesser bei einem Kanneluren-Rippen-Paar zwischen 0,1 und 1,5 mm liegen sollte, auch hier abhängig von der Wahl des Materials der Schraube und der zu verbindenden Metallteile. Im allgemeinen wird angestrebt, daß die Schraube aus einem härteren Material besteht als das der zu fügenden Metallelemente.The terms "top" and "bottom" refer to a representation according to Fig. 1 of the drawings and are intended for descriptive purposes only. Of course, different positions can also be assumed by the joint, as is usual. Definitions for definitions of screws have also been used, such as those found in the aforementioned book "METAL TECHNOLOGY". The core diameter of the fitting shaft part is slightly smaller than the diameter of the coincident holes, whereby the difference between the core and outer diameter for a fluting-rib pair should be between 0.1 and 1.5 mm, again depending on the choice of material for the screw and the metal parts to be joined. In general, the aim is for the screw to be made of a harder material than that of the metal elements to be joined.

Es ist dem Fachmann deutlich, daß die Abmessungen von der Schraubengröße, den verwendeten Materialien, aber auch davon abhängen, welche Art von Metallelementen verbunden werden sollen und welche Festigkeiten hier vorhanden sind.It is clear to the expert that the dimensions depend on the screw size, the materials used, but also on what type of metal elements are to be connected and what strengths are present here.

Als weiteres Merkmal, welches die Verdrehsicherheit und Schraubspannung erhöht, wird vorgeschlagen, die UnterseiteAs a further feature that increases the torsion resistance and screw tension, it is suggested to

des Schraubenkopfes mit wenigstens einer die Achse der Schraube umschließenden Riefe als Aufnahmeraum für verdrängtes Material vorzusehen.of the screw head with at least one groove enclosing the axis of the screw as a receiving space for displaced material.

Weiter kann der Einpaßschaftteil an der kopfabgewandten Seite mit einer kegelstumpfförmigen Verjüngungsübergangsfläche versehen ist, in deren Bereich eine Verjüngung des Schraubenschaftes im wesentlichen bis auf den Kerndurchmesser des Einpaßschaftteils stattfindet. Diese Verjüngungsübergangsfläche bildet vorzugsweise einen Winkel zwischen 15° bis 45° mit der Schraubenachse.Furthermore, the fitting shaft part can be provided with a truncated cone-shaped tapering transition surface on the side facing away from the head, in the area of which the screw shaft tapers essentially to the core diameter of the fitting shaft part. This tapering transition surface preferably forms an angle of between 15° and 45° with the screw axis.

Die Mutter kann eine Innenbohrung aufweist, die auf der schaftzugewandten Seite eine Aufbohrung mit einem Durchmesser besitzt, der größer ist als der Außendurchmesser des Einpaßschaftteils, wobei sich an die Aufbohrung das Muttergewinde anschließt. Hierbei liegt das Verhältnis vorzugsweise von axial gemessener Längen von Aufbohrung (16) und Gewinde (14) bei der Mutter zwischen 0,5 : 1 bis 1:4.The nut can have an inner bore which, on the side facing the shaft, has a counterbore with a diameter that is larger than the outer diameter of the fitting shaft part, with the nut thread adjoining the counterbore. The ratio of the axially measured lengths of the counterbore (16) and the thread (14) on the nut is preferably between 0.5:1 and 1:4.

Weiterhin ist möglich, daß die Mutter mit einem zwischen Mutter und Unterseite des unten liegenden Metallelementes zu liegen kommenden ringförmigen Abstandselement unterlegt ist. Hierdurch kann eine Verdrehung der Mutter erfolgen, ohne daß eine Beschädigung der Unterseite des Metallelementes hervorgerufen wird, da das ringförmige Abstandselement, beispielsweise eine Hülse oder ein Ring, sich nicht gegenüber dem Metallelement verdrehen können. Wird als Abstandselement eine Hülse gewählt, so sollte deren Innenöffnung einen Durchmesser haben, der größer ist als der Außendurchmesser des Einpaßschaf tteils der Schraube.It is also possible for the nut to be supported by an annular spacer element that lies between the nut and the underside of the metal element below. This allows the nut to be rotated without causing damage to the underside of the metal element, since the annular spacer element, for example a sleeve or a ring, cannot rotate relative to the metal element. If a sleeve is chosen as the spacer element, its inner opening should have a diameter that is larger than the outer diameter of the fitting shaft part of the screw.

Wesentlich ist, daß der Reibungskoeffizient zwischen der Kontaktfläche der Mutter und dem des ringförmigen Ab-It is essential that the friction coefficient between the contact surface of the nut and that of the annular spacer

&igr; &igr;... &igr;&igr; ...

Standselementes größer ist als der Reibungskoeffizient zwischen der Kontaktfläche von ringförmigem Abstandselement und der Unterseite des unten liegenden Metallelementes, damit der oben benannte Beschädigungseffekt durch eine Mutter, die sich gegenüber dem Metallelement verdrehen kann, nicht eintritt. The friction coefficient between the contact surface of the annular spacer element and the underside of the metal element below is greater than the friction coefficient between the contact surface of the annular spacer element and the underside of the metal element below, so that the above-mentioned damage effect caused by a nut that can twist relative to the metal element does not occur.

Vorzugsweise wird ein Abstandselement verdrehbar, jedoch unlösbar (im Fachjargon &ldquor;unverlierbar*), mit der Mutter verbunden .Preferably, a spacer element is connected to the nut in a rotatable but non-detachable manner (in technical jargon, “captive*).

Die Verwendung einer Mutter bzw. Hülse mit einer Kombination aus einer derartigen Innenbohrung und Gewinde hat den Vorteil, daß die Mutter auch dann, auf die. Unterseite des unteren Metallelementes aufgedreht werden kann,und die zusammengefügten Metallteile zusammengedrückt werden, wenn die Länge des Einpaßschaftteils etwas größer ist als die addierten Dicken der Metallteile.The use of a nut or sleeve with a combination of such an internal bore and thread has the advantage that the nut can be screwed onto the underside of the lower metal element and the joined metal parts are pressed together even if the length of the fitting shaft part is slightly greater than the added thickness of the metal parts.

Schließlich wird noch vorgeschlagen, daß die Mutter und/oder die Schraube aus einer Stahllegierung bestehen.Finally, it is suggested that the nut and/or screw be made of a steel alloy.

Durch eine Fügeverbindung der vorgenannten Art ergibt sich ein wesentlicher Vorteil auch gegenüber sogenannten.Schließring-Bolzen-Verbindungen, da bei derartigen Verbindungen nur eine Flächenpressung, aber keine schubfeste Verbindung geschaffen ist. Dagegen bildet die jetzt vorgeschlagene Fügeverbindung sowohl eine Form- als auch eine Kraftschlüssigkeit gegen die Verdrehung und die axiale Kraftbeeinflussung aus. Die Verbindung ist daher auch einer Nietverbindung überlegen, da der Schraubenschaft innerhalb der Bohrung keinerlei Spiel mehr aufweist und die Federwirkung des Metalls im Bereich der Kanneluren auch eine gewisse Nachgiebigkeit besitzt, die auch bei langer Standzeit kein Lösen des Ein-A joint of the type mentioned above also offers a significant advantage over so-called locking ring bolt joints, as such joints only create a surface pressure, but not a shear-resistant connection. In contrast, the joint now proposed creates both a positive and a force-locking connection against rotation and the influence of axial forces. The connection is therefore also superior to a riveted connection, as the screw shaft no longer has any play within the hole and the spring effect of the metal in the area of the flutes also has a certain flexibility, which prevents the insert from loosening even after a long service life.

paßschaftteils gegenüber der Innenseite der Bohrung zeigt, wie dies bei einer Nietverbindung oder einer normalen Paßschraube der Fall ist. Ein weiterer Vorteil ist, daß im Gegensatz zu einer Paßschraube von vornherein kein sehr genauer Paßsitz gebohrt werden muß, sondern eine relativ hohe Toleranz besteht. Die Vorfertigung ist daher preisgünstiger und weniger kompliziert. Andererseits ergibt sich eine paßsitz-artige Qualität der vorliegenden Fügeverbindung, weil das Material in den Bohrungen etwas verdrängt wird.fitting shaft part towards the inside of the hole, as is the case with a rivet connection or a normal fitting screw. Another advantage is that, in contrast to a fitting screw, a very precise fit does not have to be drilled from the outset, but rather a relatively high tolerance exists. Prefabrication is therefore cheaper and less complicated. On the other hand, the joint has a fit-like quality because the material in the holes is slightly displaced.

&iacgr;&ogr; Ausführungsbeispiele der Fügeverbindung bzw. der Schraube sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt. Die Figuren zeigen im einzelnen:&iacgr;&ogr; Examples of the joint connection or the screw are shown in the attached drawing. The figures show in detail:

Fig.l eine .Fügeverbindung unter Zuhilfenahme einer Schraube gemäß Erfindung;Fig.l a joining connection using a screw according to the invention;

Fig.2 den Kopf der Schraube,·Fig.2 the head of the screw,

Fig. 3 und 4 Ausführungsbeispiele.einer Schraube mit Mutter; Fig. 3 and 4 embodiments of a screw with nut;

Fig. 5 Ausführungsbeispiele einer Schraube mit Mutter und Abstandselement.Fig. 5 Examples of a screw with nut and spacer element.

In Figur 1 ist eine Fügeverbindung dargestellt, bei der ein oberes Metallelement 2 und ein unteres Metallelement 3 über eine speziell ausgebildete Schraube 1 zusammengefügt sind. Bei den Metallelementen kann es sich beispielsweise um Fahrzeugteile, Getriebeteile oder Möbelteile handeln. Die beiden Metallteile 1 und 2 haben jeweils eine Bohrung 4, wobei die beiden Bohrungen übereinander liegen. Das Material der Metallelemente ist im allgemeinen weniger hart als das Material der Schraube.Figure 1 shows a joint in which an upper metal element 2 and a lower metal element 3 are joined together using a specially designed screw 1. The metal elements can be, for example, vehicle parts, gear parts or furniture parts. The two metal parts 1 and 2 each have a hole 4, with the two holes lying one above the other. The material of the metal elements is generally less hard than the material of the screw.

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Die durch die Bohrungen reichende Schraube 1 weist einen Kopf 5 mit im wesentlichen flacher Unterseite auf, der auf einer Oberseite des oben liegenden Metallelementes 2 aufliegt. An den Kopf 5 schließt sich ein Einpaßschaftteil 7 an, welches die Bohrungen 4 durchsetzt und an der zylinderischen Innenfläche der Bohrungen 4 verdrehungs- und schubsicher anliegt. Den unteren Teil der Schraube bildet ein Gewindeschaf tteil 8, auf den eine Mutter, hier eine Bundmutter 10.2, die ein Innengewinde 14 aufweist, aufgeschraubt ist. Mit dem flanschartigen Bund 17 drückt die Mutter, wenn sie über das Gewinde 14 fest angezogen ist, auf das untere Metallelement 3.The screw 1, which extends through the holes, has a head 5 with a substantially flat underside, which rests on the top of the metal element 2 located above. The head 5 is followed by a fitting shaft part 7, which passes through the holes 4 and rests against the cylindrical inner surface of the holes 4 in a torsion- and thrust-proof manner. The lower part of the screw is formed by a threaded shaft part 8, onto which a nut, here a collar nut 10.2, which has an internal thread 14, is screwed. With the flange-like collar 17, the nut presses on the lower metal element 3 when it is firmly tightened via the thread 14.

Zwei Gestaltungen der Schraube (Bezugszahlen 1.1 und 1.2) gehen aus den Figuren 3 und 4 hervor.Two designs of the screw (reference numbers 1.1 and 1.2) are shown in Figures 3 and 4.

Bei dem Ausführungsbeispiel gem. Figur 3 schließt sich an die Unterseite des Schraubenkopfes 5 der Einpaßschaftteil 7 an. Im Bereich des Einpaßschaftteils 7 ist der Schraubenschaft 20 mit über seine Peripherie verteilten, in Achsenrichtung A ... A der Schraube 1.1 verlaufenden feinen Kanneluren 12 (Vertiefungen) und Rippen 11 versehen, wie der Figur 3a zu entnehmen ist. Beim Einpassen und Festdrehen des Einpaßschaftteils der Schraube 1.1 verformen die feinen Rippen 11 die Innenseiten der Bohrungen 4 und bilden eine verdrehsichere und formschlüssige Verbindung zwischen den Innenseiten der Bohrungen 4 und dem Einpaßschaftteil 7 und damit der Schraube 1.1 insgesamt. Es soll aber nicht ausgeschlossen werden, daß die Rippen auch unterbrochen sind oder abweichend von einer Parallelität zur Schaftachse verlaufen. Auch können andere Konturen als Kanneluren und Rippen ge-In the embodiment according to Figure 3, the fitting shaft part 7 is connected to the underside of the screw head 5. In the area of the fitting shaft part 7, the screw shaft 20 is provided with fine flutes 12 (depressions) and ribs 11 distributed over its periphery and running in the axial direction A ... A of the screw 1.1, as can be seen in Figure 3a. When the fitting shaft part of the screw 1.1 is fitted and tightened, the fine ribs 11 deform the inner sides of the holes 4 and form a twist-proof and positive connection between the inner sides of the holes 4 and the fitting shaft part 7 and thus the screw 1.1 as a whole. However, it should not be ruled out that the ribs are also interrupted or run deviating from parallel to the shaft axis. Other contours than flutes and ribs can also be used.

wählt werden, wenn sie einen im Prinzip ähnlichen Zweck erfüllen wie diese. Erreicht wird eine Fügung die vom Prinzip her bessere Verdrehsicherheit gewährt als ein Paßsitz oder eine Preßpassung.should be chosen if they serve a similar purpose in principle. A joint is achieved which in principle provides better protection against twisting than a tight fit or a press fit.

Im vorliegenden Fall sind 48 Kanneluren-Rippen-Paare auf der Peripherie des Einpaßschaftteils 7 verteilt. Die Rippen 11 stehen über dem Kerndurchmesser etwas über, wobei der Unterschied zwischen Kern- und Außendurchmesser bei einem Kanneluren-Rippen-Paar im vorliegenden Fall etwa 0,25 mm beträgt. Variationen sind hier aber möglich, wobei die Größe der Schraube, das Material der Metallelemente und ähnliche Parameter zu berücksichtigen sind.In the present case, 48 pairs of flutes and ribs are distributed on the periphery of the fitting shaft part 7. The ribs 11 protrude slightly above the core diameter, whereby the difference between the core and outer diameter of a pair of flutes and ribs in the present case is approximately 0.25 mm. Variations are possible here, however, taking into account the size of the screw, the material of the metal elements and similar parameters.

Weiterhin ist zur Vereinfachung der Montage und zur Erzielung eines sicheren Sitzes der Schraube eine Verjüngungsübergangsfläche 13 zwischen dem Einpaßschaftteil 7 an der kopfabgewandten Seite und dem Gewindeschaftteil 8 vorhanden. Im Bereich dieser Verjürigungsübergangsfläche verjüngt sich der Schraubenschaft im wesentlichen bis auf den Kerndurchmesser des Einpaßschaftteils 7. Der Winkel der Verjüngungsübergangsfläche mit der Schraubenachse A ... A liegt etwa zwischen 15 bis 45°.Furthermore, to simplify assembly and to ensure that the screw is securely seated, a tapered transition surface 13 is provided between the fitting shaft part 7 on the side facing away from the head and the threaded shaft part 8. In the area of this tapered transition surface, the screw shaft tapers essentially to the core diameter of the fitting shaft part 7. The angle of the tapered transition surface with the screw axis A ... A is approximately between 15 and 45°.

Als Mutter 10.1 ist eine längliche Sechskant-Mutter gewählt worden, bei der ein Teil des Innendurchmessers als Innengewinde 14 und zum Schraubenkopf 5 hin von einer Aufbohrung 16 gebildet ist, so daß die Mutter damit mit ihrer Oberseite 19 über den Anfang des Einpaßschaftteils aufgedreht werden kann, wenn dieser die beiden addierten Dicken der Metallelemente durchsetzt und überragt. Das Innengewinde 14, entspricht dem Gewinde des Gewindeschaftteils 8. Als MaterialAn elongated hexagon nut has been selected as the nut 10.1, in which part of the inner diameter is formed as an internal thread 14 and by a bore 16 towards the screw head 5, so that the nut can be screwed on with its upper side 19 over the beginning of the fitting shaft part when this penetrates and projects beyond the two added thicknesses of the metal elements. The internal thread 14 corresponds to the thread of the threaded shaft part 8. The material

zur Herstellung von Schrauben und Mutter wird vorgeschlagen, eine Stahllegierung mit hoher Zugfestigkeit zu verwenden.
Die Materialauswahl richtet sich jedoch im wesentlichen nach den Anforderungen der Fügeverbindung.For the production of screws and nuts it is proposed to use a steel alloy with high tensile strength.
However, the choice of material depends essentially on the requirements of the joint.

Bei der Fügeverbindung verformen sich die Rippen im allgemeinen
nicht wesentlich, da das Material der Schraube härter gewählt ist als das Metallelemente 2, 3. Es soll aber nicht
ausgeschlossen werden, daß bei bestimmten Konfigurationen
auch eine relativ weiche Schraube und ein relativ hartes Material der Metallelemente gewählt wird. Auch eine weitgehend gleiche Härte der beiden Fügeverbindungen kann in bestimmten Fällen nützlich sein.During the joining process, the ribs generally deform
not essential, since the material of the screw is harder than the metal elements 2, 3. However, it should not
It can be ruled out that in certain configurations
a relatively soft screw and a relatively hard material for the metal elements are also selected. A largely equal hardness of the two joints can also be useful in certain cases.

Die elastische Dehnung des Schraubenschaftes bei' Andrehen
der Mutter und Erzeugung der äußeren Kraft wird in der
Schraube eine gleichgroße, entgegengesetzt gerichtete innere Kraft erzeugt. Diese Kraft wird überlagert durch das vorgenannte
Torsionsmoment, so daß sich auch bei nachträglichemThe elastic expansion of the screw shaft when tightening
of the mother and generation of the external force is in the
screw generates an equal, oppositely directed internal force. This force is superimposed by the aforementioned
Torsional moment, so that even with subsequent

Dehnen durch Materialermüdung immer wieder ein leichtesStretching due to material fatigue always a slight

Nachstellen des Einpäßschaftbereiches in die Bohrungsinnenseiten
beobachten läßt. Dies beruht darauf, daß bei einer
Schraube die gesamte freie Schaftlänge verdreht wird und damit unter Torsionsspannung kommt. Wird die verdrehbare Länge verkürzt, ist demnach bei gleichem angewandten Drehmoment
die Torsionsspannung größer. Im vorliegenden Fall ist zunächst
die Schaftlänge groß, da sie noch keine feste Verbindung mit der Umgebung eingegangen ist; erst nach dem Einarbeiten
der Kanneluren und Rippen in die Innenseiten der Bohrungen verkürzt sich scheinbar die Schaftlänge. Es ist damit eine hohe Verdrehsicherheit gegeben; die Reibwerte unter demAdjusting the fitting shaft area into the bore inner sides
This is because in a
screw, the entire free shaft length is twisted and thus comes under torsional stress. If the twistable length is shortened, then with the same applied torque
the torsional stress is greater. In the present case,
the shaft length is large, as it has not yet formed a firm connection with the environment; only after working in
The fluting and ribs in the inner sides of the holes appear to shorten the shaft length. This provides a high level of torsional stability; the friction values under the

Kopf der Schraube brauchen nicht zusätzlich berücksichtigt zu werden.The head of the screw does not need to be taken into account additionally.

Die Mutter 10 kann ebenfalls mit einer Losdrehsicherung versehen sein. Beispielsweise können die Mutter oder dasThe nut 10 can also be provided with a locking device to prevent loosening. For example, the nut or the

Schraubengewinde mit mikroverkapselten Klebstoff auf den Gewindegängen versehen sein, der vor der Montage aufgetragen wird und einen Klebstoff beim Aufdrehen der Gewinde freigibt.
10Screw threads must be provided with micro-encapsulated adhesive on the threads, which is applied before assembly and releases an adhesive when the threads are unscrewed.
10

Wie aus Figur 2 hervorgeht, weist die Unterseite 6 des Kopfes 5 der Schraube eine kreisförmige, den Schraubenschaft umschließende Riefe 18 auf, deren Durchmesser etwas größer ist als der Schraubenschaft selbst. Diese Riefe dient dazu, verdrängtes Material im Bereich des Schraubenschaftes aufzunehmen. As can be seen from Figure 2, the underside 6 of the head 5 of the screw has a circular groove 18 which surrounds the screw shaft and whose diameter is slightly larger than the screw shaft itself. This groove serves to absorb displaced material in the area of the screw shaft.

In Fig. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei eine Mutter 10.3 mit einer Hülse 20 drehbar verbunden ist. Die Hülse 20 wirkt als ringförmiges Abstandselement, welches zwischen der Mutter und der Unterseite des unten liegenden Metallelementes 3 zu liegen kommt. Der Durchmesser der Innenöffnung 21 der Hülse 20 ist größer als der Außendurchmesser des Einpaßschaftteils 7 der Schraube ist.Fig. 5 shows an embodiment in which a nut 10.3 is rotatably connected to a sleeve 20. The sleeve 20 acts as an annular spacer element which comes to lie between the nut and the underside of the underlying metal element 3. The diameter of the inner opening 21 of the sleeve 20 is larger than the outer diameter of the fitting shaft part 7 of the screw.

Dadurch, daß die Hülse 20 gegenüber der Mutter verdrehbar ist, kontaktiert die Hülse die Unterseite des Metallelementes 3 ohne schürfende oder kratzende Bewegung, so daß eine Lackierung oder Oberflächenbeschichtung im Bereich des Kontaktes 21 unbeschädigt bleibt.Because the sleeve 20 can be rotated relative to the nut, the sleeve contacts the underside of the metal element 3 without any abrasive or scratching movement, so that a paint or surface coating in the area of the contact 21 remains undamaged.

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Dies wird erreicht, da der Reibungskoeffizient zwischen der Kontaktfläche der Mutter und dem des ringförmigen Abstandselementes größer als der Reibungskoeffizient zwischen der Kontaktfläche von ringförmigem Abstandselement und der Unterseite des unten liegenden Metallelementes 3.This is achieved because the coefficient of friction between the contact surface of the nut and that of the annular spacer is greater than the coefficient of friction between the contact surface of the annular spacer and the underside of the underlying metal element 3.

Weiterhin ist festzuhalten, daß die verdrehbare Länge L_v und die dehnbare Länge Ld in einer günstigen Beziehung zueinander stehen. Da L_d > L_v ist, wird die Sicherheit gegen selbständiges Lösen der Mutter 10.3 verbessert. Die Rückstell-Kraft durch die dehnbare Länge L_d erweist sich als größer als das Löse-Drehmoment, was aufgrund der verdrehbaren L_v auf die Schraube wirkt.It should also be noted that the twistable length L _v and the expandable length L d are in a favorable relationship to one another. Since L _d > L _v , the security against the nut 10.3 loosening itself is improved. The restoring force due to the expandable length L _d proves to be greater than the loosening torque which acts on the screw due to the twistable length L _v .

Die Mutter 10.3 ist mit einer sogenannten &ldquor;unverlierbaren'* Verbindung mit dem Abstandselement, hier der Hülse 20, verdrehbar, jedoch unlösbar, verbunden. Hierdurch wird die Montagezeit verkürzt.The nut 10.3 is connected to the spacer element, here the sleeve 20, with a so-called "captive"* connection, which can be rotated but cannot be separated. This shortens the assembly time.

Claims

1. A joint for metal elements which are connected via coincident bores ( 4 ) and by means of a metal screw ( 1 ) with a nut ( 10 ) extending through the bores, the screw comprising:
a head ( 5 ) with a substantially flat underside, which rests on an upper side of the upper metal element ( 2 ),
a fitting shaft part ( 7 ) adjoining the head and passing through the holes,
a threaded shaft part ( 8 ) forming the lower part of the screw,
a nut (1Q.1, 10.2) screwed onto the threaded shaft part, which presses on the metal element below,
characterized in that
the fitting shaft part ( 7 ) is in frictional contact with the inside of the bores ( 4 ) and is provided with fine flutes ( 12 ) and ribs ( 11 ) distributed over its periphery and running in the axial direction of the screw, which work their way into the inside of the bores when the nut is tightened and create a torsion- and thrust-proof connection between the inside of the bores and the fitting shaft part.

2. Metal screw with compatible nut for producing a joint connection for metal elements which can be connected via coincident bores ( 4 ) and the screw ( 1 ) with nut ( 10 ) extending through the bores ( 4 ), the screw comprising:

- a head ( 5 ) with a substantially flat underside, which rests on an upper side of the upper metal element ( 2 ),

- a fitting shaft part ( 7 ) adjoining the head and passing through the holes,

- a threaded shaft part ( 8 ) forming the lower part of the screw,

- a nut ( 10.1 , 10.2 ) screwed onto the threaded shaft part ( 8 ),

characterized in that
the fitting shaft part ( 7 ) is provided with fine flutes ( 12 ) and ribs ( 11 ) distributed over its periphery and running in the axial direction of the screw, which can be worked into the inner sides of the bores when fitting and tightening the nut.

3. Joint connection or screw according to claim 1 or 2, characterized in that 30 to 90 fluting rib pairs are distributed on the periphery of the fitting shaft part ( 7 ).

4. Joint connection or screw according to claim 1 to 3, characterized in that the core diameter of the fitting shaft part ( 7 ) is slightly smaller than the diameter of the coincident bores and that the difference between core and outer diameter in a fluting-rib pair is between 0.1 and 1.5 mm.

5. Joint connection or screw according to one of the preceding claims, characterized in that the underside of the screw head is provided with at least one groove ( 18 ) enclosing the axis of the screw as a receiving space for displaced material.

6. Joint connection or screw according to one of the preceding claims, characterized in that the fitting shaft part ( 7 ) is provided on the side facing away from the head with a tapered transition surface ( 13 ), in the region of which a tapering of the screw shaft takes place essentially down to the core diameter of the fitting shaft part.

7. Joint connection or screw according to claim 7, characterized in that the tapered transition surface ( 13 ) is a conical surface and forms an angle between 15° and 45° with the screw axis (A . . . A).

8. Joint connection or screw according to one of the preceding claims, characterized in that the nut ( 10.1 , 10.2 ) has an inner bore which, on the side facing the shaft, has a counterbore ( 16 ) with a diameter which is larger than the outer diameter of the fitting shaft part ( 7 ), and that the nut thread ( 14 ) adjoins the counterbore.

9. Joint connection or screw according to claim 9, characterized in that the ratio of the axially measured lengths of the bore ( 16 ) and the thread ( 14 ) in the nut is between 0.5 l and 14.

10. Joint connection or screw according to one of the preceding claims, characterized in that the nut is supported by an annular spacer element ( 20 ) lying between the nut ( 10.3 ) and the underside of the underlying metal element ( 3 ).

11. Joint connection or screw according to claim 11, characterized in that the spacer element is a sleeve ( 20 ) in which the diameter of the inner opening ( 21 ) is larger than the outer diameter of the fitting shaft part of the screw.

12. Joint connection or screw according to claim 11 or 12, characterized in that the coefficient of friction between the contact surface of the nut and that of the annular spacer element is greater than the coefficient of friction between the contact surface of the annular spacer element and the underside of the underlying metal element.

13. Joint connection or screw according to claim 11 to 13, characterized in that the spacer element is rotatably but non-detachably connected to the nut ( 10.3 ).