DE3408048C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine mittels selbstschneidender Schrauben herstellbare Verbindung von aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Formteilen.

Bei der Montage beispielsweise von Elektrowerkzeugen ist es üblich, lediglich in einem von zwei miteinander zu verbindenden Kunst­ stofformteilen Gewinde für die Verbindungsschrauben vorzusehen bzw. gewindeformende Schrauben für dieses Teil zu verwenden, während im anderen Kunststoffteil jeweils eine Durchgangsbohrung für die betreffende Verbindungsschraube und eine Distanzbuchse vorgesehen sind, wobei sich dann der Schraubenkopf auf der Stirnfläche der Distanzbuchse abstützt. Dadurch wird eine Verformung und Lockerung der Kunststoffteile unter Verlust der Vorspannung weitgehend vermieden.

Die Distanzbuchsen sind dabei meist als Formeinlegeteile ausge­ bildet und werden beim Spritzvorgang im betreffenden Kunststoff­ teil fixiert. Infolgedessen wird der Spritzzyklus verlängert und demgemäß erhöhen sich auch die Teilekosten.

Durch das DE-GM 69 35 044 ist eine Schraube mit einem Schaft mit einem Einschraubende und einem Klemmkopf am gegenüber­ liegenden Ende des Schaftes bekannt, die einen ersten Abschnitt mit Gewindegängen relativ großer Teilung und einen zweiten Ab­ schnitt mit Gewindegängen kleinerer Teilung bzw. kleinerem Außen­ durchmesser aufweist, wobei der erste Gewindeabschnitt durch einen gewindelosen Schaftabschnitt vom zweiten Gewindeabschnitt getrennt ist. Am gewindelosen Schaftabschnitt ist im Bereich der hinteren Gänge des zweiten Gewindeabschnitts eine Anschlagan­ ordnung angebracht, die sich radial nach außen erstreckt und deren Höhlkreisdurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser der Gewindegänge des ersten Gewindeabschnitts.

Derartige Schrauben dienen dazu, einen zwischen einer Pfette auf der einen Seite und einem dünnen Blech auf der gegenüberliegenden Seite befindlichen, aus einem Isolierwerkstoff (Schaumstoff) bestehenden Isolierabschnitt gegen Zusammendrücken zu sichern. Das Maß, um das die Schraube in eine auf diese Weise aufgebaute Isoliertafel eindringen kann, ist dabei durch die Anschlagan­ ordnung begrenzt.

Für die Herstellung einer mechanisch festen Verbindung von Bau­ teilen, bei denen eine Vorspannkraft aufrechterhalten bleiben soll, sind solche Schrauben nicht geeignet.

Ein durch die DE-PS 28 45 568 bekanntes Spannglied zur Verbindung von Bauelementen enthält einen Spannanker, der einseitig einen Kopf aufweist und mit dessen anderem Ende eine Schraube zusammen­ wirkt. Der Spannanker des quer durch die Bauelemente ver­ laufenden Spannglieds weist einen flachen Querschnitt auf, und in sein anderes Ende ist ein Einschnitt eingearbeitet, in den die Schraube eingreift.

Das Spannglied besteht also aus zwei Teilen, wobei die Schraube, die selbstschneidend ausgebildet sein kann, mit den Rändern des Einschnitts des Spannankers unter Zwischenlage einer Druckplatte verschraubt wird. Die Druckplatte, deren Durchgangsloch nur ge­ ringfügig kleiner ist als der Schraubendurchmesser, dient dabei als Bremse für die Schraube.

Die Spannfunktion der beiden Bauteile metallischer Spannanker und Blechschraube setzt auch das Vorhandensein einer Abstütz­ fläche des Kopfteils des Spannankers zwecks Aufnahme der Reaktionskräfte voraus, außerdem die beidseitige Zugängigkeit der miteinander zu verspannenden Teile.

Im in der VDI-Z 114 Nr. 13 vom September 1972 auf den Seiten 967ff. erschienenen Aufsatz von H. Schmidt und H. Röber "Ver­ binden von Kunststoff-Formteilen durch Metallschrauben" ist unter anderem darauf hingewiesen, daß infolge der Durchmesserdifferenz zwischen Schrauben- und Kernlochdurchmesser bei Blech- und Holz­ schrauben ein zusätzlicher Kraftschluß entsteht, der die Schrauben gegen selbsttätiges Lösen sichert (S. 968, linke Spalte, 3. Absatz).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine mittels Schrauben herstellbare mechanische Verbindung von aus thermoplastischem Kunststoff be­ stehenden Formteilen zu realisieren, die dadurch vergleichsweise kostengünstiger wird, daß die aufgebrachte Vorspannkraft auch ohne die Verwendung von Distanzbuchsen oder unter den Schrauben­ kopf gelegte Scheiben erhalten bleibt und eine Lockerung der Ver­ bindung vermieden wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jedes der miteinander zu verbindenden Formteile einen anderen Bohrungsdurchmesser aufweist, wobei der Durchmesser der schraubenkopfseitigen Bohrung größer ist als der Durchmesser der Bohrung des darunter befindlichen Formteils, in welches die Verbindungsschraube gewindeformend eingreift, und daß die Verbindungsschraube im Durchmesser an die Bohrungsdurchmesser der Formteile angepaßte Gewindeabschnitte besitzt, wobei die Steigung des schraubenkopfseitigen Gewindeabschnitts kleiner ist als die Steigung des Gewindeabschnitts mit geringerem Durchmesser.

Die Erfindung wird im nachstehenden anhand der Zeichnung er­ läutert.

Diese zeigt einen Querschnitt durch zwei mit Hilfe einer ge­ windeformenden Schraube mechanisch miteinander verbundene Kunst­ stoffteile.

In der Figur sind die miteinander zu verbindenden Teile aus thermoplastischem Kunststoff mit 1 und 2 und die gewinde­ formende Schraube mit 5 bezeichnet. Die Kunststoffteile 1 und 2 weisen jeweils eine Bohrung 8, 9 auf, wobei die Bohrung 8 im Teil 2 einen geringeren Durchmesser besitzt als die Bohrung 9 im Teil 1.

Bei dem dargestellten Verschraubungsfall weist die Verbindungs­ schraube 5 entsprechend den unterschiedlichen Durchmessern der Bohrungen 8 und 9 in den Kunststoffteilen 1 und 2 verschiedene Durchmesser auf, und zwar ist der im Teil 1 befindliche Gewinde­ abschnitt 5′ größer im Durchmesser als der dem Teil 2 zugeord­ nete Gewindeabschnitt 5′′. Dieser Gewindeabschnitt kann zudem eine andere Steigung aufweisen.

So ist die Gewindesteigung P ₂ im Bereich des Kunststoffteils 2 geringfügig größer als die Steigung P ₁ im Bereich des Kunststoff­ teils 1 (P ₂< P ₁).

Dadurch, daß in beiden Teilen 1 und 2 ein Gewinde eingeformt wird, wirkt in jedem Teil eine radiale Kraft Pr. Diese radiale Pressung führt zu einem Kraftschluß zwischen der Schraube und dem Kunststoff.

Dieser Kraftschluß verhindert auch dann noch ein selbsttätiges Lösen der Verbindung, wenn die Schraubenlängskraft gleich Null ist. Ein Lockern der Schraubenverbindung ist daher weitestgehend ausgeschaltet.

Claims (1)

1. Mittels selbstschneidender Schrauben herstellbare Verbindung von thermoplastischen Formteilen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der zu verbindenden Formteile (1, 2) einen anderen Bohrungs­ durchmesser (8, 9) aufweist, wobei der Durchmesser der schrauben­ kopfseitigen Bohrung (9) größer ist als der Durchmesser (8) der Bohrung des darunter befindlichen Formteils, in welches die Verbindungsschraube (5) gewindeformend eingreift, und daß die Verbindungsschraube im Durchmesser an die Bohrungsdurchmesser der Formteile angepaßte Gewindeabschnitte (5′, 5′′) besitzt, wobei die Steigung des schraubenkopfseitigen Gewindeabschnitts (5′) kleiner ist als die Steigung des Gewindeabschnitts (5′′) mit ge­ ringerem Durchmesser.