DE1900048U - Maschinenelement mit thermoplastisch aufgeschweisster stahl-kunststoff-bundscheibe. - Google Patents

Maschinenelement mit thermoplastisch aufgeschweisster stahl-kunststoff-bundscheibe.

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Description

Maschinenelemente mit thermoplastisch aufgeschweißter Stahl - Kunststoff Bundscheibe.
Gegenstand der Neuerung sind Maschinenelemente wie Muttern, Schrauben, Bolzen, Ringe, Scheiben und dgl« mit einer ther= moplastiseh aufgeschweißten' Stahl-Kunststoff Bundseheibeβ
Die neuartigen Bandscheiben werden immer an der Druckseite des jeweiligen Maschinenelementes angeordnet. Sie haben die Aufgabe die Druckflächen von handelsüblichen Teilen zu ver= großem wodurch verschiedenartige Nutzeffekte gleichzeitig bewirkt werden. Zudem können macne Teile bei geringerem Ma= terialaufwand einfacher gestaltet werden.
Vorzugsweise werden aus Festigkeitsgründen Bundscheiben aus Stahl verwendet, wobei es aber nicht ausgeschlossen ist die= se auch aus anderen metallischen Werkstoffen einzusetzen»
Die thermoplastische Aufsehweißung der Bundseheiben erfolgt vorzugsweise mit einem Superpolyamid oder einem Thermoplast mit ähnliehen Eigenschaften. Die thermoplastische Aufschweis= sung ermöglicht die Verbindung aller bekannten Metalle und deren Legierungen untereinander.
Die thermoplastische Auftragsschweißung erfolgt so, daß zwi= sehen dem jeweiligen Maschinenelement und der zu verbinden= den inneren Stirnseite der Bundscheibe die eigentliche Haft= schicht aufgetragen ist, die Auftragung erfolgt auch auf der freiliegenden Stirnfläche der Bundscheibe. Im Falle der Zweek= mäßigkeit kann auch auf der äußeren Mantelfläche und in der Bohrung eine thermoplastische Auftragssehweißung vorgesehen werden·
lach der erfolgten thermoplastischen Aufsehweißung ist die Bundscheibe mit dem jeweiligen Maschinenelement fest verbunden und kann den stärksten Druekbelastungen ausgesetzt werden,wo= bei keine plastischen Verformungen erfolgen·
Die an sieh, allgemein gebräuchlichen Maschinenelemente wie lirfctem, Sehrauben, Bolzen Ringe und dgl. verändern durch die thermoplastisch aufgeschweißten Bandscheiben auf ein » faehste, universelle und vorteilhafteste Art ihre Ursprung= liehe Charakteristik.
Die Reibungsverhältnisse an den äußeren Stirnflächen der erfindungsgemäßen thermoplastisch aufgeschweißten Bundschei= "ben können im Bedarfsfall auch durch eine spezielle Rauhflä= chenauflage verändert werden. Me Gefügeausbildung an der äußeren - Stirnfläche ist dann ähnlich wie bei einer feinen Schleifscheibe.
Der größte Hutzeffekt der thermoplastisch aufgeschweißten Bundscheiben wird im Zusammenwirken mit allen Arten von Verschraubungsteilen erreicht.
Die vergrößerte" Auflagefläche verringert die Iflächenpressung und "beeinflußt die Stirnflächenreibung äußerst vorteilhaft. Durch die elastische Vorspannung wird eine Stoß- und Schwin= gungsdämpfung und ein sehr weiter Lösewinkel erzielt. Bei wechselnder Zug- und Druckbeanspruehung werden Eindrücke * in den zu verbindenden Teilen verhindert, wodurch Vorspan= nungsabfälle ausgeschaltet werden, keine Lockerungserschei= mangen auftreten, da die Eeibungsverhältnisse im Gewinde und an den Stirnflächen konstant gehalten werden.
Weiters wird jegliche Korrosionsbildung zwischen den Ver= bindungsteilen verhindert, eine Schabwirkung ausgeschaltet und eine Stirnflächenabdichtung erreicht»
Thermoplastisch aufgeschweißte Bundscheiben an Versehrau= bungsteilen weisen auch bei den größten Druckbeanspruchungen eine vollkommene Dimensionsstabilität auf, da keine plasti= sehen Verformungen auftreten, die Lebensdauer ist auch b.ei- un= unterbrochenen Spannen und lösen nahezu unbegrenzt.
Die Verwendung von Kunststoffen im allgemeinen ist seit langem in Verbindung mit Verschraubungsteilen bekannt. Bei all den bekannten Anwendungsarten handelt es sich um reine Schrauben- oder Mutternsieherungen bei welchen infolge einer plastischen Deformation des Kunststoffes ein selbsttätiges
Abrollen der Verschraubungsteile verhindert wird. Alle diese Konstruktionen welche auf verschiedenen Wegen den gleichen Zweck verfolgen sind sehr problematisch. Ein selbststätiges Abrollen einer Verschraubung tritt ja erst dann ein, wenn die natürliche Sicherung, das ist die Reibung im Gewinde und an den Stirnflächen, auf einen niedrigsten Wert abgesunken ist. Vörspannungsabfälle von Sehraubenverbindungen haben die viel= fältigsten Ursachen. Sie werden hervorgerufen durch Eindruck an den Verbindungsfläehen infolge wechselnder Zug- und Druck= beanspruchung, durch Haterialabbau infolge Korrosion oder durch Kaltfluß des Sicherungselementes.
Alle sogenannten Sicherungen welche ein selbsttätiges Abrollen bzw· Aufdrehen verhindern, können ihre funktionsaufgäbe erst dann erfüllen wenn die Schraubverbindung bereits gelockert oder gelöst ist. Der größte Teil aller bekannten Schrauben= sicherungen hat daher einen mehr symbolischen Wert, da äiese die wichtigsten Aufgaben,und das ist insbesondere die Verhü= tung eines Vorspannungsabfalles,nicht erfüllen können.
Obwohl die erfindungsgemäßen Maschinenelemente mit thermopla= stisch aufgeschweißten Bundseheiben nicht direkt zu den reinen Schraubensieherungen einzureihen sind, erfüllen sie indirekt die wichtigsten Sieherungsaufgaben indem durch ihren Einsatz die Ursachen welehe zu einer Lockerung einer Sehraubverbindung führen, unterbunden werden.
In der Zeichnung sind die erfindungsgemäßen thermoplastisch·. aufgeschweißten Bundscheiben in 10 einzelnen Ausführungsarten und an einem Anwendungsbeispiel in Teilschnitten dargestellte
Fig» 1 zeigt eine handelsübliche Sechskantmutter 1 auf der eine Bundscheibe 2 ,welche vorzugsweise aus Stahljist, thermo= plastisch so aufgeschweißt wird, daß die Mutter 1 und die Bundseheibe 2 zu einer Einheit zusammengefügt sind. Die Ver= bindung zwischen der Mutter 1 und der Bundseheibe 2 ist die aufgeschweißte thermoplastische Masse 3 welehe als Haftschicht vorzugsweise aus einem Superpolyamid besteht. Die Haftfläche ist so ausgebildet, daß sie etwa in Höhe der Mutternabschrä= gung la den Seehskant umschließt. Die Unterseite 2 der Bund= scheibe ist ebenfalls thermoplastisch aufgesehweißt und bildet
die Druckfläche 4.
Der Itodseheiben-Außendurehmesser 2"b wird im KIeinstfalle immer etwas größer als das Mutterneekmaß gewählt, sodaß auch "bei kleinster BundScheibenauswahl eine erhebliche Druckflächenvergrößerung bewirkt wird· Die Bundscheiben= bohrung 2e wird im HOrmalfall nur wenig größer als der Ge= win&edurehmesser gewählt.
lig« 2 zeigt eine Sechskantmutter 1 mit einer großflächigen thermoplastisch aufgeschweißten Bundscheibe 2. Me Haftfläehe 3 und die Druckfläche 4 sind durch eine er= weiterte Aufschweißung der äußeren Mantelfläche 3a und der inneren Mantelfläche 4a miteinander verbunden. Durch Größen= auswahl der Bundscheiben 2 können die Reibungsverhältnisse an den Stirn- bzw· Druckflächen stark verändert und den je= weiligen Bedarfsfällen auf einfachste Art angeglichen werden.
!Fig, ^ zeigt eine Sechskantmutter 1 mit einen Stufenansatz 4b, der etwa ein Drittel so hoch ist als die thermoplastisch auf= gesehweißte Bundscheibe 2. Muttern in solcher Ausführung wer= den vorzugsweise gemeinsam mit fräsdornen, Wellen, Achsen und dgl. verwendet, deren Grewindedurchmesser kleiner als der je= weilige Wellenansatz ist. Teile die also nicht ganz bis zum Grewindeansatz gehen;können durch den Überhang der Bundscheibe mühelos gespannt werden. Die Bundseheibenbohrung 2e wird vor= zugsweise nicht thermoplastisch aufgesehweißt. Die übrige Funktion ist wie in Pig· 2.
4 zeigt eine handelsübliche Mutter 1 im Querschnitt
mit einer thermoplastisch aufgeschweißten Bundscheibe 2 deren Bohrung 2e,wie in der linken Sehnitthälfte dargestellt,, zu= nächst den Gewindekerndurchmesser aufweist» Nach erfolgter Aufsehweißuhg wird das Mutterngewinde 1b auch durch die Bund= scheibe geschnitten.
Die Polyamidhaftschicht 5 zwischen dem Mutternkörper und der Bundscheibe ist ja nicht vollkommen starr sondern etwas ela= stisch. Im Zustand der größten Yorspannung wird außer den be= schriebenen Funktionsmerkmalen eine Verspreizung des Muttern-
und Bundseh.eibengewind.es wirksam welche sich im Moment der Entspannung wieder vollkommen aufhebt«
5 zeigt eine handelsübliche Sechskantschraube 5 '
mit einer thermoplastisch aufgesehweißten Bundscheibe. Die Punktionsmerkmale sind gleich wie bei den bereits beschriebenen Muttern.
Fig» .6 zeigt eine handelsübliche Innensechskantschraube mit thermoplastisch aufgeschweißter Bundscheibe mit den bereits beschriebenen Merkmalen.
7 zeigt eine Verschlußschraube 7 mit Außensechskant
und thermoplastisch aufgeschweißter Bundscheibe. Diese Art von Versehraubungen werden zum allergrößten Teil me= ehanisch hergestellt. Ein Bund ist bei den Verschluß = schrauben infolge der notwendigen Abstützung der Dich= tung erforderlieh. Da die Seehskante kleiner als die Bunddurchmesser sind müssen die Seehskante gefräst werden. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen thermoplastisch aufge = schweißten Bundscheiben ist es möglieh solche Verschluß= sehrauben aus Sechskantmaterial herzustellen. Infolge der Steifigkeit der Stahl-Bundscheibe 2 ist es schon ausreichend wenn die Schlusselflache um etwa einen MiIIi= meter großer ist, als der jeweilige G-ewindedurchmessero Eine Verschlußschraube nach fig. 7 hat den besonderen Vorteil, daß diese aus kleinen vorgeformte Material,bei geringster Zerspanungsarbeit, gefertigt ist, Dichtungs= element und Schraubkörper bilden eine nahezu unzerstör= bare Einheit, jede Korrosionsbildung ist unterbunden und infolge der elastischen Vorspannung ist eine Lockerung ausgeschaltet.
8 zeigt ebenfalls eine Verschlußschraube 8 mit
einen Innensechskant. Diese Ausführung ergibt die glei= chen Vorteile wie sie bereits unter fig. 7 angeführt sind.
gig» 9 zeigt eine Hohlschraube 9 mit thermoplastisch aufgeschweißter Bundscheibe.
- 6
Die f ertigiingsteehnischen Vorteile, wie auch, die tech.=
nisehen Merkmale sind mit den in Fig. 7 und Hg. 8 dar= gestellten Verschlußschrauben gleichzustellen.
10 zeigt einen Ring 10 mit thermoplastisch aufge=
schweißter Bandscheibe, wie er z.B. als 3Pr äs dornring , Anlaufring, Stellring, Gegendruckring und dgl. vorgese= hen ist. Die Bundscheibe 2 kann sowohl auf einen Ring= körper 10 mit einen Stufenansatz 4b oder aber auch auf einer ebenen Stirnfläche aufgeschweißt werden. Ringe 10 mit thermoplastisch aufgeschweißten Bundscheiben können ■besonders im Zusammenwirken mit Muttern, Schrauben und ähnliehen Maschinenelementen, welche ebenfalls mit ei= ner thermoplastisch aufgeschweißten Bundscheibe versehen sind, die vielfältigsten Konstruktionsaufgaben zweckmäßig und auf einfachste Art lösen.
11 zeigt an einem einfachen Anwendungsbeispiel in
schematischer Darstellung, das Zusammenwirken eines Ein= ges und einer Mutter mit thermoplastisch aufgeschweißter Bundseheibe.
Die Darstellung zeigt einen Fräsdorn 11 auf welchen zwi= sehen einem Präsdornring 10 und einer Mutter 12 ein Kreis= sägeblatt 13 eingespannt ist. Durch die thermoplastisch aufgeschweißten Bundseheiben 2 steht das Kreissägeblatt unter elastischer Vorspannung. Infolge der elastischen Vorspannung kann der fräsdorn 13 in beliebiger Drehrich= tang arbeiten, ohne daß eine Mutternlockerung eintraten könnte. Im !Falle einer Blattverklemmung tritt eine Rutsch= kupplungswirkung ein, so daß keine Verreibung an irgend einer der Verbindungsflächen eintreten könnte. Pig. 11 zeigt nur eine ;■ der unendlich vielen praktischen Einsatzmögliehkeiten von Maschinenelementen mit thermo= plastisch aufgeschweißten Bundscheiben.
a nsprüehe

Claims (3)

ansprüehe
1. Maschinenelemente wie Muttern, Schrauben, Bolzen, Ringe Scheiben und dgl. dadurch gekennzeichnet, daß an den Drückflächen der genannten Teile eine Bundscheibe aus Stahl oder Metall mit geraden Stirnflächen, deren Auf= lagefläche größer ist als die des Yerbundelementes, ther=
■ moplastiseh so aufgeschweißt ist, daß die Bundscheibe
eine hochfeste, dünne und im geringen Ausmaß elastische Haft- und Druekschicht einer thermoplastischen Masse aufweist, welche sich über beide Bundscheibenflächen erstreckt und so ausgebildet ist, daß sie sieh an der Haftfläche dem Profil des Verbundelementes anpaßt und an der äußeren Druckfläche vollkommen eben oder leicht ballig ist.
2. Maschinenelemente nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastisch aufgeschweißte Bundscheibe auch an ihrer äußeren Mantelfläche oder aber an der äußeren Mantelfläche und in der Bundscheibenbohrung eine, die Haft- und Drucksehicht verbindende, thermoplastisch aufgesehweißte Schicht aufweist.
3. Maschinenelemente nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekenn= zeichnet, daß die Druckflächen der thermoplastisch aufge= schweißten Bundscheiben eine vollkommen glatte Oberfläche oder aber auch eine rauhe, feinkörnige Oberfläche auf= weisen.
4· Maschinenelemente nach Anspruch 1, 2, und drei dadurch ~_ gekennzeichnet, daß in die Bohrung einer Bundseheibe ,4./--- ί j nach dem thermoplastischen Aufschweißen ein Innengewinde geschnitten ist.
5· Maschinenelemente nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekenn=
zeichnet, daß thermoplastisch aufgeschweißte Bundseheiben ()/■■<> mit allen Arten von Muttern, Sehrauben, Bolzen, Eingen, Scheiben und dgl. in Verbindung gebracht werden können«
DET16180U 1963-06-18 1963-06-18 Maschinenelement mit thermoplastisch aufgeschweisster stahl-kunststoff-bundscheibe. Expired DE1900048U (de)

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