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DE60124982T2 - Befestigungsvorrichtung mit einer Vertiefung am Ende ihres Gewindestabes - Google Patents

Befestigungsvorrichtung mit einer Vertiefung am Ende ihres Gewindestabes Download PDF

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DE60124982T2
DE60124982T2 DE60124982T DE60124982T DE60124982T2 DE 60124982 T2 DE60124982 T2 DE 60124982T2 DE 60124982 T DE60124982 T DE 60124982T DE 60124982 T DE60124982 T DE 60124982T DE 60124982 T2 DE60124982 T2 DE 60124982T2
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DE
Germany
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inner profile
angle
peripheral edge
thread
fastening element
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DE60124982T
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Inventor
Christian Roger Jacques Fauchet
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LISI Aerospace SAS
Original Assignee
GFI Aerospace
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16BDEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B23/00Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool
    • F16B23/0007Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool characterised by the shape of the recess or the protrusion engaging the tool
    • F16B23/003Specially shaped nuts or heads of bolts or screws for rotations by a tool characterised by the shape of the recess or the protrusion engaging the tool star-shaped or multi-lobular, e.g. Torx-type, twelve-point star

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dowels (AREA)
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein Befestigungselement mit einem Gewindeendteil, bei dem eine Stirnseite ein Innenprofil aufweist, das im Stande ist, ein Bedienungswerkzeug mit komplementärer Form aufzunehmen.
  • Ein Befestigungselement dieses Typs ist vorgesehen, um einer Mutter zugeordnet zu werden, um die Verbindung von wenigstens zwei Teilen ausgehend von einer einzigen Seite dieser Verbindung zu gewährleisten.
  • Die Erfindung kommt bevorzugt in der Luftfahrtindustrie zur Anwendung. Sie kann jedoch auch in jedem anderen industriellen Bereich genutzt werden, insbesondere wenn eine der Seiten der zu verbindenden Teile schwer oder nicht zugänglich ist.
  • Stand der Technik
  • Wie insbesondere in den Dokumenten FR-A-2 383 350, US-A-2 083 092 und US-A-3 584 667 dargestellt, sind Befestigungselemente mit einem Hohlkopf, wie etwa Schrauben, bekannt, bei denen der Kopf ein Innenprofil mit mehreren Bögen aufweist, das dazu vorgesehen ist, mit einem Führungswerkzeug mit entsprechender Form zusammenzuwirken. Die mehrbogige Form des Innenprofils ermöglicht es, ein größeres Anziehdrehmoment zu erzielen, als dies bei der Verwendung eines vieleckigen Profils mit vergleichbaren Merkmalen der Fall wäre. Die Abwicklungslinie eines vieleckigen Umrisses mit geraden Seiten ist nämlich kleiner als die Abwicklungslinie eines Umrisses mit bogenförmigen Seiten.
  • Bei diesen Hohlkopfschrauben nach dem Stand der Technik ist die Wahl des Außendurchmessers des Schraubenkopfes im Allgemeinen beliebig, wobei dieser Kopf nach dem Erzeugen des Profils keiner Spannung mehr ausgesetzt wird. Somit besteht keine Gefahr, dass sich an dem Schraubenkopf in der Umgebung des Profils Risse bilden.
  • Wie insbesondere in dem Dokument GB-A-893 356 ausgeführt, ist ferner bekannt, dass das Anziehdrehmoment bei einem Befestigungselement mit Hohlkopf mit der Eingrifftiefe des Werkzeugs, das heißt mit der Tiefe des im Kopf des Befestigungselements ausgeführten Innenprofils zunimmt. Dieses Dokument beschreibt außerdem die Zunahme des Anziehdrehmoments, die zwischen einem sechseckigen Innenprofil und einem vergleichbaren Profil mit bogenförmigen Seiten auftritt.
  • In dem Patent US-A-3 874 258 ist die Verwendung von Befestigungsmuttern vorgeschlagen, bei denen eine der Seiten ein mehrbogiges Innenprofil aufweist.
  • Bei all diesen bekannten Befestigungselementen, gleich ob es sich um eine Schraube oder eine Mutter handelt, ist festzustellen, dass das mit dem Werkzeug zusammenwirkende Innenprofil immer in einem Teil (Schraubenkopf usw.) ausgebildet ist, dessen Außenform gewölbt ist. Die auf diese Weise erzielte Verstärkung ermöglicht es dem Werkzeug insbesondere, ein großes Anziehdrehmoment auszuüben, ohne hierbei eine Verformung des Materials zu bewirken.
  • Ferner sind Befestigungselemente mit einem Gewindeendteil bekannt, bei dem eine Stirnseite ein Innenprofil aufweist, das zur Aufnahme eines Führungswerkzeugs bestimmt ist. Ein derartiges kopfloses Element, das als "Zylinderschraube" oder "Gewindestift" bezeichnet wird, wird im Allgemeinen zum Verbinden mehrerer Teile verwendet. Wie insbesondere in den Dokumenten US-A-2 133 409, US-A-2 532 815 und US-A-4 480 513 ausgeführt, weist das verwendete Profil im Wesentlichen eine sechseckige Form auf.
  • Wie in den Dokumenten US-A- 4 957 401 und FR-A-1 198 913 dargestellt, sind außerdem Befestigungselemente bekannt, die mit einem Kopf ohne Innenprofil und einem Gewindeendteil mit sechseckigem Innenprofil versehen sind. Derartige Elemente sind zum Verbinden von Teilen bestimmt, die von einer einzigen Seite aus zugänglich sind.
  • Befestigungselemente, die ein Innenprofil in ihrem Gewindeteil aufweisen, besitzen bekanntlich aufgrund des vorhandenen Innenprofils eine geringere mechanische Festigkeit. Diese geringere Festigkeit zeigt sich insbesondere beim Formen des Gewindes durch Rollen und Walzen des Werkstoffs an der Oberfläche des Rohlings gemäß dem in dem Dokument FR-A-2 469 229 beschriebenen technischen Verfahren. Dieses technische Verfahren besteht darin, den Rohling derart zwischen zwei gewindeten Walzen anzubringen, dass das Gewinde durch Drücken des Werkstoffs geformt wird, wobei insbesondere radiale Kräfte auf den sich drehenden Rohling wirken.
  • Wird diese Technik zur Herstellung des Gewindes 2 bei einem Rohling 1 angewendet, der ein Innenprofil 3 in dem Teil aufweist, der das Gewinde bilden soll, so können, wie in 1 der beigefügten Zeichnungen dargestellt, Risse 4 in den Ecken des Innenprofils auftreten, unabhängig davon, ob dieses eine sechseckige oder sonstige Form aufweist. Diese Risse 4 sind auf die unkontrollierbaren Schwankung der Steifigkeit des Querschnitts zurückzuführen, an dem die Rollkräfte ansetzen.
  • In dem Dokument FR-A-2 584 151, das den nächstliegenden Stand der Technik darstellt, wird vorgeschlagen, dieses Problem durch die Herstellung eines mehrbogigen Innenprofils zu lösen, das mit einer ungeraden Anzahl von Bögen, vorzugsweise sieben Bögen, versehen ist. Genauer gesagt, umfasst das in dem gewindeten Ende des Befestigungselements ausgebildete Innenprofil einen Umfangsrand in Form einer kontinuierlichen gekrümmten Linie mit einer ungeraden Anzahl von identischen Bögen, die gleichmäßig auf diesem Rand verteilt sind.
  • Wie in diesem Dokument erläutert wird, bietet die besondere Form des Innenprofils den Vorteil, dass dieses durch plastisches Verformen des Metalls gleichzeitig mit dem Schmieden des Rohlings ausgeführt werden kann, bevor das Gewinde durch Rollen und Walzen des Werkstoffs an der Oberfläche des Rohlings ausgebildet wird, wobei die Gefahr einer Rissbildung in dem ringförmigen Bereich begrenzt wird, der um den Umfangsrand des Innenprofils herum angeordnet ist. Dies ist besonders vorteilhaft im Fall von Werkstoffen, bei denen eine plastische Verformung schwierig und die Gefahr der Rissbildung besonders hoch ist. So ist es mit dieser mehrbogigen Profilform möglich, das an dem Befestigungselement angewandte Drehmoment zu erhöhen, um dieses zu halten und zur Befestigung der Mutter beizutragen.
  • Vom Anmelder durchgeführte Versuche haben allerdings gezeigt, dass annähernd vergleichbare Ergebnisse mit einem Befestigungselement mit einem Innenprofil mit einer geraden Anzahl von Bögen erzielt werden konnten. Diese Versuche haben außerdem gezeigt, dass die Verwendung eines mehrbogigen Innenprofils mit einer ungeraden oder geraden Anzahl von Bögen allein nicht ausreicht, um jede Gefahr einer Rissbildung während des Walz- oder Rollvorgangs auszuschließen, der nach dem Formen des Innenprofils ausgeführt wird. Die Problemstellung, Risse während der Herstellung des Gewindes mit Sicherheit auszuschließen, ist folglich durch die Ausführungen des Dokuments FR-A- 2 584 151 nicht völlig zufriedenstellend gelöst.
  • Darstellung der Erfindung
  • Gegenstand der Erfindung ist ein gewindetes Befestigungselement mit mehrbogigem Innenprofil, bei dem aufgrund seiner besonderen Auslegung die Bildung von Rissen im Metall mit Sicherheit ausgeschlossen ist, wenn das Gewinde durch Walzen ausgeführt wird, nachdem das Innenprofil durch plastisches Verformen des Metalls beim Schmieden des Rohlings erzielt wurde.
  • Erfindungsgemäß wird dieses Ergebnis mit Hilfe eines Befestigungselements nach Anspruch 1 erzielt.
  • Vom Anmelder durchgeführte Versuche haben nämlich gezeigt, dass das Verhältnis zwischen dem genannten maximalen und minimalen Abstand ein wesentliches Merkmal ist, das eine Optimierung der Festlegung der Bögen des Innenprofils ermöglicht, um das spätere Formen des Gewindes ohne Gefahr einer Rissbildung oder Verformung zu ermöglichen. So hat der Anmelder festgestellt, dass die Bildung von Rissen oder Sprüngen nur bei Befestigungselementen mit einem Innenprofil vermieden werden kann, bei dem ein Verhältnis zwischen dem oben genannten maximalen und minimalen Abstand zwischen etwa 1,25 und etwa 1,75 eingehalten wird.
  • Obwohl es möglich ist, ein Befestigungselement herzustellen, dessen Innenprofil Bögen mit unterschiedlichen Formen aufweist, sind vorzugsweise alle Bögen identisch und gleichmäßig verteilt.
  • Vorteilhafterweise weist jeder Bogen zwei Seitenflächen auf, die miteinander einen Winkel bilden, dessen Spitze im Wesentlichen auf der äußeren Umfangsfläche des Gewindeendteils liegt.
  • Dieser Winkel beträgt vorzugsweise zwischen etwa 23° und etwa 37°. In Verbindung mit dem Merkmal, welches das Verhältnis zwischen dem genannten maximalen und minimalen Abstand betrifft, erhöht dieses Merkmal die Steifigkeit des Ganzen, was die Beständigkeit gegen Rissbildung während des Rollvorgangs erhöht. Ein Winkel von mehr als 37° begünstigt nämlich das Auftreten von Rissen unter dem Einfluss der Rollkräfte, da der Winkel in diesem Fall dazu neigt, sich abwechselnd "zu öffnen und zu schließen". Umgekehrt neigt ein Winkel von weniger als 23° dazu, "natürliche Überspannungsspitzen" zu bilden, was die Bildung von Rissen ebenfalls begünstigt. Vorzugsweise weist der Umfangsrand des Innenprofils vier bis zehn Bögen auf. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Umfangsrand des Innenprofils fünf Bögen auf, und der oben genannte Winkel beträgt zwischen 26° und 32°.
  • Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Umfangsrand des Innenprofils sieben Bögen auf, und der oben genannte Winkel beträgt zwischen 25° und 27°.
  • Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt das Verhältnis zwischen dem maximalen und dem minimalen Abstand im Wesentlichen 1,5. Obwohl zahlreiche Metallarten verwendet werden können, ist die Erfindung besonders geeignet, wenn das Befestigungselement aus einer Titanlegierung oder einem metallischen Werkstoff hergestellt ist, dessen plastische Verformung schwierig ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es werden nun beispielhaft und nicht einschränkend zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei:
  • 1, die bereits beschrieben wurde, das Ende eines Befestigungselements mit sechseckigem Innenprofil nach dem Stand der Technik zeigt;
  • 2 eine perspektivische Ansicht teilweise im Schnitt zeigt, die einen Teil eines erfindungsgemäß ausgeführten Befestigungselements darstellt;
  • 3 das Ende einer ersten Ausführungsform des Befestigungselements zeigt, bei dem das Innenprofil fünf Bögen aufweist;
  • 4 eine mit 3 vergleichbare Ansicht des Endes zeigt, die eine zweite Ausführungsform der Erfindung darstellt, bei der das Innenprofil sieben Bögen aufweist;
  • 5 eine mit 3 und 4 vergleichbare Ansicht des Endes zeigt, die eine Variante der ersten Ausführungsform darstellt, welche ein Innenprofil mit fünf Bögen betrifft, und
  • 6 die Veränderung der Rissbildungskraft (in kN) in Abhängigkeit vom Belastungswinkel (in Grad) im Fall eines herkömmlichen sechseckigen Profils (Kurve a), im Fall eines erfindungsgemäßen Innenprofils mit sechs Bögen (Kurve b) und im Fall des in 3 dargestellten erfindungsgemäßen Innenprofils mit fünf Bögen (Kurve c) zeigt.
  • Detaillierte Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
  • In 2 sind ein Gewindeendteil 10 eines erfindungsgemäß ausgeführten Befestigungselements dargestellt. Dieses Befestigungselement kann aus einem beliebigen Metall hergestellt sein. Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird ein Metall mit hoher Dehngrenze und geringer plastischer Verformung wie etwa eine Titanlegierung verwendet.
  • Das erfindungsgemäße Befestigungselement ist dazu bestimmt, die Verbindung von wenigstens zwei (nicht dargestellten) Teilen ausgehend von einer einzigen Seite dieser Verbindung zu gewährleisten. Hierzu kommt das Befestigungselement an den übereinanderliegend angeordneten Teilen mit einem (nicht dargestellten) Kopf mit beliebiger Form zur Anlage, der sich auf der anderen Seite der Verbindung befindet. Das Befestigungselement durchquert fluchtend angeordnete Bohrungen, die zu diesem Zweck in jedem der Teile ausgebildet sind. Der Gewindeendteil 10 steht auf der zugänglichen Seite der Verbindung derart über, dass er mit einer (nicht dargestellten) Mutter zusammenwirken kann, um die einzelnen Teile zu verbinden. Alternativ kann das erfindungsgemäße Befestigungselement auch ein kopfloses Element vom Typ einer "Zylinderschraube" sein.
  • Das Befestigungselement, das den Gewindeendteil 10 umfasst, ist ein massives Teil, das mittels Schmieden und anschließendem Walzen hergestellt wird.
  • Genauer gesagt, wird zunächst mittels Schmieden ein Rohling hergestellt, der im Allgemeinen die Form eines mit einem Kopf versehenen zylindrischen Stifts aufweist. An seiner Stirnseite, die die Stirnseite 12 des Gewindeendteils 10 des Fertigteils bildet, weist der Rohling ein ebenfalls während des Schmiedens erzieltes Innenprofil 14 auf. Ein späterer Walzvorgang ermöglicht es, ein Gewinde 16 auf der äußeren Umfangsfläche des Rohlings auszubilden.
  • Das Bezugszeichen 20 kennzeichnet die äußere Umfangsfläche des Gewindeendteils 10. Genauer gesagt, entspricht der Begriff "äußere Umfangsfläche" im gesamten Text dem Flankendurchmesser des Gewindes, das heißt dem Durchmesser des Gewindeteils 10 auf halber Höhe der Gewindegänge. Die äußere Umfangsfläche 20 entspricht ferner dem Außendurchmesser des Rohlings vor dem Rollen.
  • Das Innenprofil 14 weist einen Umfangsrand 18 auf, der eine kontinuierliche, das heißt ununterbrochene gekrümmte Linie bildet, wenn das Befestigungselement vom Ende aus betrachtet wird.
  • Genauer gesagt, schließt die von dem Umfangsrand 18 gebildete kontinuierliche gekrümmte Linie wenigstens drei auf diesem Rand verteilte Bögen ein. Sämtliche Bögen des Innenprofils 14 sind vorzugsweise identisch und gleichmäßig auf dem Umfangsrand 18 verteilt. Sie können jedoch auch unterschiedliche Formen aufweisen, wobei ein und dasselbe Innenprofil beispielsweise abwechselnd von großen Bögen und von kleinen Bögen gebildet sein kann. Sie können auch in unregelmäßigen Abständen entlang dem Rand 18 angeordnet sein.
  • Vorteilhafterweise weist der Umfangsrand 18 des Innenprofils 14 wenigstens vier Bögen und höchstens zehn Bögen auf.
  • Gemäß einer in 3 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und gemäß einer in 5 dargestellten Variante dieser ersten Ausführungsform weist der Umfangsrand 18 des Innenprofils 14 fünf identische Bögen auf, die gleichmäßig auf dem Rand 18 verteilt sind.
  • Bei einer in 4 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Umfangsrand 18 des Innenprofils 14 sieben identische Bögen auf, die gleichmäßig auf dem Rand 18 verteilt sind.
  • Wie insbesondere in 3, 4 und 5 dargestellt, ist die aus mehreren Bögen gebildete Form des Innenprofils 14 derart, dass der Abstand zwischen dem Umfangsrand 18 des Innenprofils und der äußeren Umfangsfläche 20 des Gewindeendteils 10 zwischen einem maximalen Abstand d1 und einem minimalen Abstand d2 variiert. Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung liegt das Verhältnis zwischen dem maximalen Abstand d1 und dem minimalen Abstand d2 zwischen etwa 1,25 und etwa 1,75. Bei den in 3, 4 und 5 dargestellten bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt dieses Verhältnis vorzugsweise im Wesentlichen 1,5.
  • Die Form des Umfangsrandes 18 des Innenprofils 14 ist ferner durch den zwischen den beiden Seitenflächen eines Bogens gebildeten Winkel gekennzeichnet. Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beträgt dieser Winkel zwischen etwa 23° und etwa 37°.
  • Bei der Ausführungsform aus 3 und ihrer Variante aus 4 ist jeder der von dem Umfangsrand 18 des Innenprofils 14 gebildeten Bögen durch einen Kreisbogen, der den Boden des Bogens bildet, und durch zwei plane Seitenflächen begrenzt, die diesen Kreisbogen berühren. Die angrenzenden Bögen sind durch tangierende Kreisbögen mit den planen Seitenflächen dieser Bögen verbunden.
  • Bei der in 3 dargestellten ersten Ausführungsform beträgt der von den beiden Seitenflächen jedes der fünf Bögen gebildete Winkel α1 im Wesentlichen 30°. Konkret bedeutet dies, dass dieser Winkel α1 zwischen 26° und 32° variieren kann. Bei der in 4 dargestellten zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt der zwischen den beiden Seitenflächen jedes der sieben Bögen gebildete Winkel α2 in vergleichbarer Weise im Wesentlichen 26°. Konkret bedeutet dies, dass dieser Winkel α2 zwischen 25° und 27° variieren kann.
  • Die in 5 dargestellte Ausführungsvariante unterscheidet sich von der Ausführungsform aus 3 dadurch, dass jeder Bogen im Querschnitt durch die Verbindung eines äußeren Kreisbogens mit zwei inneren Kreisbögen mit größerem Krümmungsradius definiert ist. In diesem Fall verlaufen die Seitenflächen des Bogens, zwischen denen der Winkel α'1 gemessen wird, nicht durch die Wendepunkte der Kreisbögen, sondern tangieren gleichzeitig die beiden Seiten des betreffenden Bogens und die gegenüberliegenden Seiten der beiden Bögen, die diesem Bogen diametral entgegengesetzt sind (dieses Phänomen wurde in 5 zum besseren Verständnis absichtlich übertrieben dargestellt).
  • Bei den verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung liegt die Spitze des Winkels α1, α2 oder α'1 im Wesentlichen auf der äußeren Umfangsfläche 20 des Gewindeendteils 10. Der Begriff "im Wesentlichen" bedeutet, dass die Spitze des Winkels auf dieser Fläche (3 und 5) oder in der Nähe dieser Fläche (4) angeordnet sein kann.
  • Die besondere Form des erfindungsgemäßen Innenprofils 14, insbesondere die Beibehaltung des Verhältnisses zwischen dem maximalen Abstand d1 und dem minimalen Abstand d2 in einem Bereich zwischen etwa 1,25 und etwa 1,75, ermöglicht es, die Beständigkeit gegen Rissbildung während der Herstellung des Gewindes 16 mittels Rollen auf einem optimierten, auf dem gesamten Umfang des Teils im Wesentlichen konstanten Wert zu halten. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird auf diese Weise die im Querschnitt zwischen der äußeren Umfangsfläche 20 und dem Umfangsrand 18 des Innenprofils 14 begrenzte Fläche optimiert.
  • Dieses Merkmal ist in 6 dargestellt, in der die Veränderung der Rissbildungskraft (in kN) unter der Einwirkung einer Belastung des Typs, wie sie durch eine Rollkraft erzeugt wird (das heißt, die hauptsächlich in Richtung eines Durchmessers wirkt), in Abhängigkeit vom Belastungswinkel (in Grad) wiedergegeben ist. Genauer gesagt, stellen die Kurven a, b und c diese Veränderung jeweils im Fall eines sechseckigen Innenprofils, im Fall eines erfindungsgemäßen Innenprofils mit sechs Bögen und im Fall eines erfindungsgemäßen Innenprofils mit fünf Bögen dar, wie in 3 abgebildet.
  • Wie die Kurve a beispielhaft zeigt, beginnt bei einem herkömmlichen sechseckigen Innenprofil bei geringen Kräften (ungefähr 23 kN) eine Rissbildung. Dies erklärt, weshalb es nicht möglich ist, ein Gewinde durch Rollen zu formen, nachdem ein solches Innenprofil aus einem Werkstoff hergestellt wurde, dessen plastische Verformung schwierig ist, etwa aus einem Stahl mit hoher Festigkeit, einer Titanlegierung usw.
  • Im Fall eines mehrbogigen Innenprofils mit sechs Bögen (Kurve b), bei dem das Verhältnis zwischen den Abständen d1/d2 erfindungsgemäß ist, ist die Schwankungsamplitude der kritischen Kraft bezüglich des herkömmlichen sechseckigen Innenprofils der Kurve a deutlich verringert. Darüber hinaus sind die Tiefpunkte viel weiter oben angeordnet (bei etwa 39 kN).
  • Die Kurve c zeigt den optimierten Fall eines erfindungsgemäßen mehrbogigen Innenprofils mit fünf Bögen, wie mit Bezug auf 3 beschrieben. Das Profil der Kurve ist praktisch flach (Schwankungsamplitude kleiner 1 kN), und das Kräfteniveau ist um 10 % höher als bei dem Innenprofil mit sechs Bögen und um 80 bis 90 % höher als die Tiefpunkte der Kurve a (sechseckiges Innenprofil). Auf diese Weise können Überspannungen praktisch vermieden und die Ermüdungsfestigkeit der Schraube beim Betrieb deutlich verbessert werden, da das Material nach dem Formen des Gewindes keine Schwachstellen aufweist.
  • Ein Befestigungselement mit einem Innenprofil, bei dem das Verhältnis zwischen dem maximalen Abstand und dem minimalen Abstand mehr als etwa 1,75 beträgt, würde dagegen eine wesentlich ausgeprägtere sägezahnförmige Veränderung aufweisen, die eine Gefahr der Rissbildung bei der Herstellung des Gewindes zur Folge hätte. Ferner hätte ein Verhältnis der Abstände von weniger als etwa 1,25 eine Verformung des Innenprofils unter dem Einfluss seines Zusammenwirkens mit dem Bedienungswerkzeug zur Folge.
  • Zusammenfassend ermöglicht es die Erfindung demnach, ein optimiertes mehrbogiges Innenprofil auszuführen, das es ermöglicht, ein Gewinde auf dem Umfang des Rohlings auszubilden, ohne eine Rissbildung oder eine bleibende Verformung hervorzurufen.

Claims (7)

  1. Befestigungselement mit einem Gewindeendteil (10), bei dem eine äußere Umfangsfläche (20) ein Gewinde (16) aufweist und bei dem eine Stirnseite (12) ein Innenprofil (14) aufweist, das innen im Gewinde (16) ausgebildet ist und im Stande ist, ein Werkzeug zum Bedienen des Elements aufzunehmen, wobei das Innenprofil (14) einen Umfangsrand (18) in Form einer kontinuierlichen gekrümmten Linie aufweist, die wenigstens drei Bögen umfasst, die auf dem Rand verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Umfangsrand (18) des Innenprofils und einer äußeren Umfangsfläche (20) des Gewindeendteils (10) auf halber Höhe der Gewindegänge des Gewindes zwischen einem maximalen Abstand (d1) und einem minimalen Abstand (d2) variiert, wobei das Verhältnis zwischen dem maximalen und dem minimalen Abstand zwischen etwa 1,25 und etwa 1,75 liegt, dass jeder Bogen zwei Seitenflächen aufweist, die miteinander einen Winkel (α1, α2) bilden, dessen Spitze im Wesentlichen auf der äußeren Umfangsfläche (20) des Gewindeendteils (10) liegt, und dass der Winkel (α1, α2) zwischen etwa 23° und etwa 37° beträgt.
  2. Befestigungselement nach Anspruch 1, bei dem alle Bögen identisch und gleichmäßig verteilt sind.
  3. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Umfangsrand (18) des Innenprofils (14) vier bis zehn Bögen aufweist.
  4. Befestigungselement nach Anspruch 3, bei dem der Umfangsrand (18) des Innenprofils (14) fünf Bögen aufweist und der Winkel (α1) zwischen 26° und 32° beträgt.
  5. Befestigungselement nach Anspruch 3, bei dem der Umfangsrand (18) des Innenprofils (14) sieben Bögen aufweist und der Winkel (α2) zwischen 25° und 27° beträgt.
  6. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis zwischen dem maximalen (d1) und dem minimalen (d2) Abstand im Wesentlichen 1,5 beträgt.
  7. Befestigungselement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Element aus Titanlegierung ist.
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