DE4015771A1 - Gewindefurchende schraube - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine gewindefurchende Schraube zum Eindrehen in vorge­ bohrte, vorgegossene oder vorgestanzte Löcher in einem Werkstück. Beim Einsatz gewindefurchender Schrauben ging man bisher davon aus, daß durch die Gewinde­ form an der Schraube und das von der Schraube selbst in den Löchern des Werk­ stückes gebildete Innengewinde eine derart enge Passung vorgegeben sei, daß weitere Maßnahmen zur Sicherung gegen ein Losdrehen nicht erforderlich wären. Außerdem war die Fachwelt der Ansicht, daß eine Abdichtung solcher Schraubver­ bindungen infolge der praktisch auf Null reduzierten Toleranzen zwischen Schrau­ bengewinde und Innengewinde im Werkstück entweder nicht erforderlich oder aber nicht realisierbar sei.

Die Erfindung hat sich daher zur Aufgabe gestellt, eine gewindefurchende Schrau­ be zu schaffen, mit der die Losdrehsicherheit verbessert werden kann und eine dichte Schraubverbindung erzielbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die gewinde­ furchende Schraube mit einer zumindest einen Teil der Gewindeoberfläche be­ deckenden Klebstoffbeschichtung versehen ist.

Es hat sich bei Versuchen gezeigt, daß entgegen der allgemeinen Ansicht der Fachwelt eine auf die Gewindeoberfläche aufgebrachte Klebstoffbeschichtung auch bei gewindefurchenden Schrauben einsetzbar ist und eine optimale Wirkung mit sich bringt. Obwohl das Gewinde in den Löchern durch die Schraube selbst herge­ stellt wird und die Gewindeflanken von Schraube und Innengewinde demnach satt aneinander anliegen, wird durch die Klebstoffbeschichtung ein mikrofeiner Film zwischen Schraube und Bohrungswandung eingezogen, so daß eine effektive Los­ drehsicherheit und eine dichte Verbindung gewährleistet werden kann.

Gewindefurchende Schrauben nach DIN 7500 wurden bisher nicht für dichte Verbin­ dungen eingesetzt, und andererseits wurden Schrauben mit klebender Beschichtung nach DIN 267, Teil 27, nur dort eingesetzt, wo Löcher mit vorgefertigtem Innen­ gewinde bzw. entsprechende Muttern vorgesehen waren. Auf dem Befestigungssektor mußte also ein Vorurteil der Fachwelt überwunden werden, um überhaupt die Mög­ lichkeit zu erörtern, auf gewindefurchenden Schrauben klebende Beschichtungen vorzusehen.

Beim Eindrehen einer gewindefurchenden Schraube kann sich die Klebstoffbeschich­ tung in gewissen Fällen sogar einem Schmiermittel entsprechend verhalten, um da­ durch die Gewindeherstellung zu verbessern und das Einschraubdrehmoment zu ver­ ringern. Es ist auf jeden Fall dafür gesorgt, daß auf der gesamten Gewindeober­ fläche zumindest über einen Teilbereich der Länge des Gewindeabschnittes ein Klebstoffilm erzeugt wird, der die Losdrehsicherheit für solche gewindefurchen­ den Schrauben wesentlich erhöht und außerdem eine optimale Abdichtung der Schraubverbindung gewährleistet.

Am wirkungsvollsten sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen dann, wenn die gewin­ defurchende Schraube einen unrunden, z. B. trilobularen, mehreckigen oder nach Art eines Gleichdicks ausgeführten Querschnitt aufweist. Der Klebstoff wird dann praktisch immer wieder in den mit geringerer Gewindehöhe ausgeführten Bereichen angesammelt und ständig in Form eines dünnen Filmes auf den ganzen Gewindeumfang weitergezogen.

Je nach Einsatzzweck einer solchen gewindefurchenden Schraube und je nach dem Material, in welches diese Schraube eingedreht werden soll, bestehen verschiede­ ne Möglichkeiten zum Auftragen der Klebstoffbeschichtung. So ist es denkbar, daß die Klebstoffbeschichtung streifenförmig achsparallel auf den Gewindebe­ reich aufgebracht ist. Es kann aber auch vorgesehen werden, daß die Klebstoff­ beschichtung in mehreren, mit Abstand aufeinander folgenden, streifenförmigen, achsparallel verlaufenden Abschnitten aufgetragen ist.

Eine weitere Variante ist darin gelegen, daß die Klebstoffbeschichtung in Form eines ringförmigen Einzelabschnittes oder in Form mehrerer, in axialer Richtung mit Abstand aufeinander folgender Ringabschnitte auf den Gewindebereich aufge­ bracht ist. Obwohl die Klebstoffbeschichtung in der streifenförmigen Anordnung in achsparalleler Ausrichtung nicht umfangsgeschlossen auf einem Gewindeab­ schnitt vorgesehen ist, wird durch die besondere Ausbildung der gewindefurchen­ den Schrauben gewährleistet, daß bei der Herstellung des Innengewindes im Loch des Werkstückes ein dünner Film von Klebstoff mitgezogen und umfangsgeschlossen verteilt wird.

Weiters wird vorgeschlagen, daß die Klebstoffbeschichtung aus einem mikrover­ kapselten Klebstoff besteht. Zur Sicherung und Dichtung von Schraubverbindungen zwischen einer gewindefurchenden Schraube und dem in ein Loch eines Werkstückes eingefurchten Gewindes erfüllen die mit mikroverkapseltem Flüssigkleber vorbe­ schichteten Gewindebereiche höchste Anforderungen zur Erhaltung der Vorspann­ kraft auch unter dynamischer Beanspruchung quer zur Schraubenachse. Die Mikro­ verkapselung ist ein physikalisch-chemisches Verfahren, welches aushärtenden Flüssigkunststoff in kleinen Kapseln einschließt. Beim Einschrauben und somit beim Einfurchen des Gewindes im Werkstück platzen die Mikrokapseln auf, wodurch der Flüssigkunststoff freigesetzt wird und durch Reaktion mit der zweiten Kompo­ nente, einem Härter, eine ausgezeichnete Klebverbindung entsteht. Es wird somit die Losdrehsicherheit garantiert. Obwohl eine erfindungsgemäß ausgebildete ge­ windefurchende Schraube bereits nach wenigen Stunden gegen selbsttätiges Lösen gut gesichert ist und gegen viele Medien einwandfrei dichtet, bleibt die Verbin­ dung doch lösbar.

Es ist im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, andere Klebstoffbeschichtungen vorzusehen, insbesondere können auch flüssige Klebstoffe unmittelbar vor dem Eindrehen der Schraube aufgebracht werden, doch ist gerade mit der Klebstoffbe­ schichtung in Form mikroverkapselten Klebstoffes eine optimale Fertigbearbei­ tung der Schrauben mit langer Lagerfähigkeit vor dem Eindrehen gewährleistet.

Weitere erfindungsgemäße Merkmale und besondere Vorteile werden in der nachste­ henden Beschreibung anhand der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine gewindefurchende Schraube, welche bereits zum Teil in ein Loch eines Werkstückes eingedreht ist;,

Fig. 2 vergrößert dargestellt einen Teilabschnitt des Gewindebereiches der ge­ windefurchenden Schraube.

Die gewindefurchende Schraube 1 besteht aus einem mit einem Gewindeabschnitt 2 ausgebildeten Schaft 3 und einem Schraubenkopf 4. Es wurde hier ein Sechskant­ kopf dargestellt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen eignen sich aber nicht nur auf Schrauben mit Sechskantkopf, sondern auf alle Schrauben mit gewindefurchen­ dem Schaftabschnitt, wobei auch Stiftschrauben, also Schrauben ohne Kopf, oder aber Schrauben mit verschiedensten Köpfen je nach Einsatzzweck vorgesehen werden können.

Die gewindefurchende Schraube 1 ist mit einer zumindest einen Teil der Gewinde­ oberfläche bedeckenden Klebstoffbeschichtung 5 versehen. Vorteilhaft ist diese Klebstoffbeschichtung aus einem mikroverkapselten Klebstoff gebildet, welcher bereits an der Fertigungsstätte der Schraube aufgebracht werden kann.

Gewindefurchende Schrauben weisen in der Regel einen unrunden Querschnitt, z. B. einen trilobularen, mehreckigen oder nach Art eines Gleichdicks ausgeführten Querschnitt, auf. Es sind aber auch gewindefurchende Schrauben bekannt, welche über deren Länge, also annähernd achsparallel verlaufende Schlitze oder Einker­ bungen aufweisen und somit ebenfalls als gewindefurchende Schrauben zu bezeich­ nen sind. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen erstrecken sich auch auf solche Schrauben, also auf alle Schrauben, die sich ihr Gewinde selbst in einem Loch eines Werkstückes formen.

Die Klebstoffbeschichtung 5 kann auf verschiedene Art und Weise auf den Gewinde­ bereich der gewindefurchenden Schraube 1 aufgebracht werden. So ist es möglich, die Klebstoffbeschichtung streifenförmig achsparallel auf den Gewindebereich aufzubringen oder aber es können mehrere, mit Abstand aufeinander folgende, streifenförmige und achsparallel verlaufende Abschnitte aufgetragen werden. Es ist aber auch möglich, die Klebstoffbeschichtung in Form eines ringförmigen Ein­ zelabschnittes oder in Form mehrerer, in axialer Richtung mit Abstand aufeinan­ der folgender Ringabschnitte auf den Gewindebereich aufzubringen. Natürlich kann die Klebstoffbeschichtung auch über den ganzen Gewindebereich des Schaftes 3 der gewindefurchenden Schraube 1 aufgetragen werden. Es kann dann aber vorkommen, daß zuviel Klebstoffmaterial vorhanden ist, da zwischen dem Innengewinde im Werkstück 6 und dem Gewinde der Schraube praktisch kein Spiel vorhanden ist und nur ein mikrofeiner Film miteingezogen und somit umfangsgeschlossen aufgetragen werden kann.

Durch die vorliegende Erfindung ist also die Möglichkeit geschaffen worden und es sind auch die Wirkungen erkannt worden, die sich bei einer Klebstoffbeschich­ tung einer gewindefurchenden Schraube ergeben. Es ist daher erstmals die Mög­ lichkeit geschaffen worden, gewindefurchende Schrauben entsprechend losdrehsi­ cher zu verankern und ferner diese Schraubverbindung optimal abzudichten.

In der vorstehenden Beschreibung wurde stets von gewindefurchenden Schrauben ge­ sprochen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich aber auch bei gewinde­ schneidenden Schrauben in gleicher Weise einsetzen.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind auch bei umgekehrter Konstruktion ein­ setzbar, also wenn die gewindefurchende Schraube eine zumindest annähernde Zy­ linderform aufweist und die Löcher 7 im Werkstück 6 eine unrunde, z. B. eine tri­ lobulare, mehreckige oder nach Art eines Gleichdicks ausgeführte Querschnitts­ form haben.

Claims (6)

1. Gewindefurchende Schraube zum Eindrehen in vorgebohrte, vorgegossene oder vorgestanzte Löcher in einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß die ge­ windefurchende Schraube (1) mit einer zumindest einen Teil der Gewindeober­ fläche (2) bedeckenden Klebstoffbeschichtung (5) versehen ist.

2. Schraube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gewindefurchende Schraube (1) einen unrunden, z. B. trilobularen, mehreckigen oder nach Art ei­ nes Gleichdicks ausgeführten Querschnitt aufweist.

3. Schraube nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleb­ stoffbeschichtung (5) streifenförmig achsparallel auf den Gewindebereich (2) aufgebracht ist.

4. Schraube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffbeschich­ tung (5) in mehreren, mit Abstand aufeinander folgenden, streifenförmigen, achsparallel verlaufenden Abschnitten aufgetragen ist.

5. Schraube nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kleb­ stoffbeschichtung (5) in Form eines ringförmigen Einzelabschnittes oder in Form mehrerer, in axialer Richtung mit Abstand aufeinander folgender Ringab­ schnitte auf den Gewindebereich aufgebracht ist.

6. Schraube nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Klebstoffbeschichtung (5) aus einem mikroverkapselten Klebstoff besteht.