DE3411812A1 - Screw connection - Google Patents
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Abstract
Description
"Schraubverbindung""Screw connection"
(Zusatz zu Patent ... P 33 29 967.6-12) Die Erfindung betrifft eine Schraubverbindung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. nach Patent ...(Addition to patent ... P 33 29 967.6-12) The invention relates to a Screw connection according to the preamble of claim 1 or according to patent ...
(P 33 29 967.6-12).(P 33 29 967.6-12).
Bei dynamisch beanspruchten Schraubverbindungen mit beispielsweise lackierten Spannflächen gemäß Hauptpatent, wie sie im Fahrzeugbau bei Rahmen für Lastkraftwagen und bei achstragenden Anschraubteilen verwendet werden, treten im Betrieb Setzungserscheinungen auf, die zu einem Vorspannungskraftverlust und somit zum Lockern der Verbindung führen können. Es muß daher Abhilfe gegen das Lockern während des Betriebes geschaffen werden.For dynamically stressed screw connections with, for example painted clamping surfaces according to the main patent, as used in vehicle construction for frames for Trucks and axle-bearing screw-on parts occur in the Operation signs of subsidence, leading to a loss of prestressing force and thus can lead to loosening of the connection. There must therefore be a remedy against loosening created during operation.
Nachteilig bei der obengenannten Schraubverbindung ist allerdings, daß für jede Verbindung mindestens eine Beilagscheibe mit ein- oder beidseitig angebrachten Wülsten bzw. Pyramiden erforderlich ist. Abgesehen von den Kosten für die speziellen Beilagscheiben kann es unter Umständen mühsam sein, diese beispielsweise im Kontaktspalt zwischen zwei größeren Bauteilen rechtzeitig bei der Montage einzulegen bzw. einzufädeln.The disadvantage of the screw connection mentioned above is, however, that for each connection at least one washer with one or both sides attached Bulges or pyramids is required. Apart from the cost of the special Washer washers can sometimes be tedious, for example in the contact gap between two larger components to be inserted in good time during assembly or to thread.
Außerdem ist durch die Beilagscheiben mit dem erforderlichen Kontaktspalt eine größere Bauhöhe der Verschraubung bedingt.In addition, the washers provide the necessary contact gap requires a greater overall height of the screw connection.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schraubverbindung gemäß Hauptpatent dahingehend zu verbessern, daß kein zusätzliches Maschinenelement mehr erforderlich ist und somit die Bauhöhe minimiert werden kann, aber dennoch bei dynamischer Beanspruchung der Vorspannungskraftverlust auch bei Überzügen und Verschmutzungen der Bauteile eng begrenzt ist.The invention is based on the object of the screw connection according to Main patent to improve so that no additional machine element is required and thus the overall height can be minimized, but still with more dynamic Stress of the loss of pre-tension force even with coatings and soiling the components is tightly limited.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features solved by claim 1.
Durch die Anordnung der Wülste unmittelbar an der Anlageseite der Mutter bzw. des Schraubenkopfes werden diese Maschinenelemente in ihrer Bauhöhe praktisch nur unwesentlich vergrößert, ersetzen aber die Beilagscheiben und ersparen deren Montage und Bauhöhe. Da es sich bei den vorkommenden Schraubverbindungen vielfach ohnehin um spezielle Schrauben bzw. Muttern handelt, fällt das Anbringen von Wülsten preislich nicht sonderlich ins Gewicht, insbesondere bei großen Stückzahlen. Im übrigen ist es vorteilhaft,die schneidenartigen Wülste an Muttern oder Schrauben in Verbindung mit gewindereinigenden Schneid-oder Schabekanten anzubringen und somit die Wirkung eines selbstreinigenden Gewindes mit der Wirkung der in den Überzug, beispielsweise Lack oder Unterbodenschutz, eindringenden schneidenartigen Wülste zur Erhaltung der Vor- spannung zu kombinieren. Bei selbstreinigenden Muttern oder Schrauben, die in oder auf ein lackiertes Gegengewinde geschraubt werden, fallen nämlich die vom Gewinde abgeschabten Lackreste häufig auf die Anlagefläche der Mutter bzw. des Schraubenkopfes, so daß dort Setzungserscheinungen besonders zu befürchten wären. Setzungsverhindernde Wülste an selbstreinigenden Muttern bzw. Schrauben sind daher besonders vorteilhaft.Due to the arrangement of the beads directly on the contact side of the These machine elements become nuts or the screw head in their overall height practically only slightly enlarged, but replace the washers and save their assembly and height. Since there are many screw connections If special screws or nuts are involved anyway, it is not necessary to attach beads In terms of price, it is not particularly significant, especially when it comes to large numbers. in the For the rest, it is advantageous to use the cutting edge-like beads on nuts or screws in connection with thread-cleaning cutting or scraping edges and thus the effect of a self-cleaning thread with the effect of the one in the coating, for example paint or underbody protection, penetrating blade-like beads to preserve the to combine tension. With self-cleaning Nuts or bolts that are screwed into or onto a painted mating thread, namely, the paint residue scraped off the thread often falls onto the contact surface the nut or the screw head, so that there are particularly signs of subsidence to be feared. Settlement-preventing beads on self-cleaning nuts or Screws are therefore particularly advantageous.
Aus der DE-AS 11 82 903 und der DE-OS 23 06 087 sind zwar schon Kopfschrauben bzw. Muttern bekannt, deren Auflageflächen mit Zähnen versehen sind, die in die Bauteile eindringen, z.B. radial verlaufende Kerbverzahnungen mit Sägezahnquerschnitt; diese dienen jedoch hauptsächlich zur Sicherung gegen Lösen der Schraubverbindungen.From DE-AS 11 82 903 and DE-OS 23 06 087 cap screws are already or nuts known whose bearing surfaces are provided with teeth that are in the Components penetrate, e.g. radial serrations with a sawtooth cross-section; However, these are mainly used to secure against loosening of the screw connections.
Auch selbstreinigende Muttern sind beispielsweise aus der DE-OS 25 33 503 bekannt, jedoch nicht in Verbindung mit schneidenartigen Wülsten an den Anlageflächen.Self-cleaning nuts are also from DE-OS 25, for example 33 503 known, but not in connection with blade-like beads on the contact surfaces.
Die Erfindung stellt daher eine selbstreinigende Mutter bzw. Schraube dar, die durch die Umfangswülste zusätzlich ein verbessertes Setzverhalten besitzt.The invention therefore provides a self-cleaning nut or screw represents, which also has an improved setting behavior due to the circumferential beads.
Die Erfindung ist anhand einer Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; dabei zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Schraubverbindung mit zwei verschraubten Bauteilen und einer mit schneidenartigem Umfangswulst sowie Schneid- oder Schabekanten versehener Mutter, Figur 2 eine Draufsicht auf die Anlageseite der Mutter nach Figur 1 mit einem schneidenartigen Umfangswulst und zwei Schneid- oder Schabekanten im Gewindebereich der Mutter sowie Figur 3 eine Draufsicht auf die Anlageseite eines Schraubenkopfes mit unterbrochenen Umfangswülsten und zwei Schneid- oder Schabekanten im Gewindebereich des Schaftes.The invention is illustrated by means of a drawing and is described below described in more detail; show: FIG. 1 a longitudinal section through an inventive Screw connection with two screwed components and one with a cutting edge Circumferential bead as well as cutting or scraping edges provided nut, figure 2 shows a plan view of the contact side of the nut according to FIG. 1 with a blade-like one Circumferential bead and two cutting or scraping edges in the thread area of the nut as well Figure 3 is a plan view of the contact side of a screw head with interrupted Circumferential beads and two cutting or scraping edges in the thread area of the shaft.
Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Schraubverbindung 1 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, bei dem eine Anschweißschraube 19 mit der Auflagefläche ihres Schraubenkopfes 15 an ein Bauteil 12 angeschweißt ist und anschließend gemeinsam mit dem Bauteil 12 mit einem korrosionsuerhindernden Überzug 5, vorzugsweise mit Lack versehen wird, so daß auch der Schraubenschaft 4 mit Lack überzogen ist. Bisher wurden vielfach vor dem Lackieren alle vorstehenden Enden der Schraubenschäfte 4 mit Abdeckhülsen vor dem Zutritt von Lack geschützt. Dieser Aufwand soll durch den Erfindungsgegenstand vermieden werden, indem die Schraubenschäfte 4 zunächst mitlackiert werden und anschließend der Überzug 5 beim Einschrauben im Gewindebereich durch Schneid-oder Schabekanten 22, 23 wieder entfernt wird, siehe Figuren 2 und 3 mit Draufsichten auf die Anlageseiten der Mutter 16 bzw. des Schraubenkopfes 15'. Allerdings sollte nur in dem Maße Lack abgetragen werden, daß der Korrosionsschutz nicht gefährdet wird. Dazu ist es vorteilhaft, wenn die Gewindegänge nicht zu scharfkantig auslaufen. Somit entfernen die Schneid- oder Schabekanten Verschmutzungen und Lackteilchen wieder von den Gewindegängen. Das von den Gewindegängen abgeschabte Überzugsmaterial 21 sammelt sich an der Anlageseite der Mutter bzw. des Schraubenkopfes (Fig. 3), wo es durch Rest-Klebekräfte des Lackes oder aufgrund statischer Aufladung haften bleibt oder es fällt schwerkraftbedingt auf die Gegenanlagefläche der Mutter bzw. des Schraubenkopfes am Bauteil 11. In jedem Fall findet sich zumindest ein Teil des abgeschabten Materials 21 in dem Kontaktspalt 2 zwischen Mutter 16 einerseits und Bauteil 11 andererseits wieder, wo es eine setzungsfreie Mutternanlage behindern würde. Aus diesem Grunde ist an der Anlageseite der Mutter 16 ein schneidenartiger Umfangswulst 8 angebracht, der das abgeschabte Überzugsmaterial 21 durchdringt, wobei diese Teilchen weicher als der Grundwerkstoff des Bauteiles 11 sind. Durch das Eindringen des Umfangswulstes 8 wird erreicht, daß auch bei dynamischer Belastung der Schraubverbindung 1 der Vorspannungskraftverlust durch Setzungserscheinungen begrenzt bzw. minimiert werden kann.The screw connection 1 according to the invention shown in FIG. 1 represents represent an embodiment in which a weld-on screw 19 with the support surface their screw head 15 is welded to a component 12 and then together with the component 12 with a corrosion-preventing coating 5, preferably with Paint is provided so that the screw shaft 4 is coated with paint. Until now In many cases, all protruding ends of the screw shafts 4 Protected against the ingress of paint with cover sleeves. This effort should be achieved through the Subject matter of the invention can be avoided by first co-painting the screw shafts 4 and then the coating 5 by screwing in the thread area Cutting or scraping edges 22, 23 are removed again, see FIGS. 2 and 3 with Top views of the contact sides of the nut 16 and the screw head 15 '. However paint should only be removed to the extent that the corrosion protection is not endangered will. For this purpose, it is advantageous if the threads do not run out with too sharp edges. Thus remove the cutting or scraping edges Pollution and Paint particles again from the threads. That scraped off the threads Coating material 21 collects on the contact side of the nut or the screw head (Fig. 3), where it is due to residual adhesive forces of the paint or due to static charge sticks or it falls due to gravity on the counter surface of the nut or the screw head on the component 11. In each case there is at least one Part of the scraped-off material 21 in the contact gap 2 between nut 16 on the one hand and component 11 on the other hand again, where they prevent a settlement-free nut system would. For this reason, a cutting edge-like is on the contact side of the nut 16 Circumferential bead 8 attached, which penetrates the scraped-off coating material 21, these particles being softer than the base material of the component 11. By the penetration of the circumferential bead 8 is achieved that even with dynamic loading of the screw connection 1 the loss of prestressing force due to settlement phenomena can be limited or minimized.
Der Kontaktspalt 2 zwischen der mit Teilchen des abgeschabten Überzugs 21 bedeckten Anlagefläche 6 des Bauteiles 11 und der gegenüber dem Wulst 8 vertieften Grundfläche der Mutter 16 an deren Anlageseite dient ebenfalls zur möglichen Aufnahme von abgeschabtem Überzug 21. Dafür ist beim Ausführungsbeispiel ausreichend Platz vorhanden, da lediglich der Wulst 8 der Mutter 16 mit der Anlagefläche 6 des Bauteiles 11 in kraftschlüssiger Verbindung steht, wobei der Wulst 8 den abgeschabten Überzug 21 bis in den Grundwerkstoff des Bauteiles 11 hinein durchdringt.The contact gap 2 between that with particles of the scraped-off coating 21 covered contact surface 6 of the component 11 and the recessed opposite the bead 8 The base of the nut 16 on its contact side is also used for possible inclusion of scraped-off coating 21. There is sufficient space for this in the exemplary embodiment present, since only the bead 8 of the nut 16 with the contact surface 6 of the component 11 is in a frictional connection, the bead 8 being the scraped off Coating 21 penetrates into the base material of the component 11.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die Anlageseite der Mutter 16 nach Figur 1 mit einem schneidenartigen Umfangswulst 8 und zwei Schneid- oder Schabekanten 22 im Gewindebereich. Natürlich sind verschiedene Wulstprofilformen ausführbar und auch mehrere Umfangswülste je nach Beanspruchungsgrad der Verschraubung und Kraftverteilung.Figure 2 shows a plan view of the contact side of the nut 16 according to Figure 1 with a blade-like circumferential bead 8 and two cutting or scraping edges 22 in the thread area. Of course, different bead profile shapes are possible and also several circumferential beads depending on the degree of stress on the screw connection and force distribution.
In einer weiteren Ausgestaltung zeigt Figur 3 alternativ zur Figur 2 eine Draufsicht auf die Anlageseite eines Schraubenkopfes 15 mit unterbrochenen Umfangswülsten 20, die auch bei einer Mutter anwendbar wären. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist vorteilhaft, daß der abgeschabte Überzug 21 beim Festschrauben allseitig gut ausweichen kann, wodurch die unterbrochenen Umfangswülste 20 gut in den Grundwerkstoff des zu verschraubenden Bauteiles eindringen können und womit die Güte der kraftschlüssigen Verbindung verbessert wird. Außerdem sind bei diesem Ausführungsbeispiel vom Außenumfang des Schraubenschaftes 4' ausgehend Schneid- oder Schabekanten 23 angebracht, die analog zur Ausführung in Figur 2 selbstreinigende Wirkung besitzen, indem die abgeschabten Teilchen auch im Gewindebereich einer lackierten Anschweißmutter am Bauteil 12 im Bedarfsfalle abgeführt werden können, um Verschmutzungen von den Gewindegängen nachträglich zu entfernen und um eine vorherige Gewindeabdeckung an der Anschweißmutter ersparen zu können.In a further embodiment, Figure 3 shows as an alternative to the figure 2 is a plan view of the contact side of a screw head 15 with interrupted Circumferential beads 20 that would also be applicable to a mother. In this embodiment It is advantageous that the scraped-off coating 21 is good on all sides when it is screwed tight can give way, whereby the interrupted circumferential beads 20 well into the base material of the component to be screwed can penetrate and thus the quality of the non-positive Connection is improved. Also, in this embodiment, are from the outer periphery of the screw shaft 4 'starting from cutting or scraping edges 23 attached, the analogous to the embodiment in Figure 2 have a self-cleaning effect by the scraped off Particles also in the thread area of a painted weld-on nut on component 12 in the If necessary, it can be removed to remove dirt from the threads afterwards to remove and to save a previous thread cover on the weld nut to be able to.
Selbstreinigende Schrauben und Muttern sind zwar bereits Stand der Technik, jedoch die Verbindung dieser selbstreinigenden Wirkungen in Kombination mit Umfangswülsten an den Anlageflächen von Schraubenköpfen und Muttern zur Erhaltung der Vorspannung von Schraubverbindungen ist Sinn und Zweck des beschriebenen Erfindungsgegenstandes.Self-cleaning screws and nuts are already the state of the art Technology, however, the combination of these self-cleaning effects with circumferential beads on the contact surfaces of screw heads and nuts for maintenance the pretensioning of screw connections is the purpose of the described subject matter of the invention.
Somit kann Überzugsmaterial vom Bereich der Gewindegänge durch die beispielsweise schraubenförmig gewendelten Nuten in Längsrichtung abgeschabt und abgeführt werden, und abgeschabtes Material im Bereich der Anlageflächen zwischen den Bauteilen und der Mutter bzw. dem Schraubenkopf kann im Kontaktspalt aufgenommen werden, ohne daß hierdurch die Vorspannung der Schraubenverbindung Einbußen erleidet.Thus, coating material from the area of the threads through the for example, helically coiled grooves scraped off in the longitudinal direction and be discharged, and scraped material in the area of the contact surfaces between the components and the nut or the screw head can be added in the contact gap without the pre-tensioning of the screw connection suffering as a result.
Die beschriebene Erfindung findet einen weiten Anwendungsbereich insbesondere im Fahrzeugbau, aber auch im allgemeinen Maschinenbau bei dynamisch beanspruchten Schraubverbindungen.The invention described has a wide range of applications in particular in vehicle construction, but also in general mechanical engineering with dynamically stressed Screw connections.
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