WO1998057069A1 - Verschraubungskopf - Google Patents

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B5/00—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them
    • F16B5/02—Joining sheets or plates, e.g. panels, to one another or to strips or bars parallel to them by means of fastening members using screw-thread
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B37/00—Nuts or like thread-engaging members
    • F16B37/04—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates
    • F16B37/06—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting
    • F16B37/062—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting
    • F16B37/065—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting by deforming the material of the nut

Definitions

  • the invention relates to a screw head, ie the nut or the screw, in particular the screw head of a screw connection
  • the nuts or the screw head do not lie directly on the components to be connected to one another, but spacers are deliberately arranged between them, which can happen for different reasons
  • tie rods i.e. screw connections, in which the elasticity of the screw shaft is used in the longitudinal direction to apply a pretensioning force to the components 7
  • the screw shank is selected so long by means of a spacer that its pretension, which grows with the length, is sufficient
  • spacer sleeves of this type through which the screw shank must extend, it is fundamentally disadvantageous that the spacer sleeve represents a separate component, especially if assembly is to be carried out as quickly and easily as possible when assembling part assemblies
  • the captive arrangement of the spacer on the screw head has further advantages, since the alignment of the spacer sleeve to the screw head can also be specified
  • the spacer sleeve is aligned with the longitudinal axis of the screwing head. This means that, for example, with a spacer sleeve arranged on a nut, the screw only has to be inserted into the free front opening of the spacer sleeve and from there automatically pushes to the thread of the nut is introduced, provided that the passage openings are aligned during the transition between the spacer part and the mother and the passage opening of the spacer sleeve is not significantly larger than that of the mother
  • This can be used, for example, to make the passage opening of the M spacer sleeve conical with a taper towards the supporting nut, so that the screw can be easily inserted into the wide opening of the spacer and automatically guided to the thread of the nut
  • the spacer can serve to enlarge the front-side contact surface 20 relative to the component and thus the right-angled positioning of the screw connection to the component
  • the freely rotatable connection between the spacer sleeve and the screw head has the advantage that the two spacer sleeves do not have to rotate when the screw connection is tightened, and thus the surface of the component, for example the paint applied there, is not damaged
  • the distance sleeve can be in the axial direction and / or in the radial direction
  • Fig. 1 is a partially sectioned side view of the inventive
  • FIG. 5 shows a spacer sleeve arranged on a screw head
  • FIG. 1 shows a nut 1 which is connected to a spacer 4 according to the invention
  • the spacer 4 can be round or polygonal from the inner cross section as well as from the outer cross section
  • the captive, but non-rotatable connection between the nut 1 and the spacer 4 takes place via an annular positive connection
  • Nut 1 has an axially projecting and obliquely radially outwardly protruding nose 6, which preferably runs in a ring shape and thereby forms an annular undercut 7 pointing radially outwards
  • a corresponding IO nose 8 of the spacer 4 engages radially from the outside, which protrudes radially inwards, so that the spacer 4 is rotatable in the annular undercut 7 of the nut I, but cannot be axially removed from the nut 1 can
  • the form-fitting connection is preferably created by the M ring-shaped nose 6 of the nut 1, which is usually made of metal, projecting from an axial extension to the outside only after the spacer has been attached by means of a rolling or upsetting process
  • Such a form-fitting, ring-shaped connection does not necessarily mean 20 that the corresponding lugs 6 or 8 run continuously in a ring. Interruptions along the circumference are also possible, however, must be dimensioned such that a separation of nut 1 and spacer 4 is not possible in any position
  • the corresponding positive connection can also be arranged on the outer circumference instead of on the inner circumference of the corresponding end face
  • the sleeve-shaped spacer 4 has a substantially constant wall thickness over the entire axial extent and - apart from the io connection point to the nut 1 - constant in the inner and outer cross section, which is preferably a round cross section
  • the screw connection produced with such a screw head can be arranged, for example, at a location that is difficult to access, for example behind a closely partitioned wall 16 according to FIG. 2
  • FIG. 4 shows a conical spacer 4, while the nut 1 including the connection between nut 1 and spacer 4 corresponds to that in FIG. 1
  • the spacer 4 is flared on the outside, with the narrowest point on the nut 1, and the through-opening 12 also widens analogously, so that there is a constant wall thickness
  • the smaller diameter is given on the side of the nut 1, the outer diameter on the nut roughly corresponding to the diameter of the flange 15 of the nut 1
  • the screw Due to the conical design of the inner circumference of the spacer, the screw is almost centered when the screw connection is attached to the nut 1 and to its internal thread 14 mm without having to "feel" this internal thread with the free end of the screw
  • the spacer 4 is arranged on the screw head 2 of a screw instead of on a nut 1 as a screwing head. Otherwise, the design and also the connection to the screw head 2 is the same as in FIG. 1 with respect to the nut 1.
  • the screw shaft 13 must be in relation to the spacer 4 have an axial extension that is so much larger that the desired components can be screwed together, taking into account their thickness

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verschraubungskopf, also die Mutter (1) oder Schraube, insbesondere den Schraubenkopf (2), einer Schraubverbindung. Aufgabe der Erfindung ist, eine Verschraubung unter Mitverwendung einer Distanzhülse (4) möglichst einfach durchführen zu können. Der erfindungsgemässe Verschraubungskopf (1, 2) kennzeichnet sich dadurch, dass an der verschraubungsseitigen Stirnfläche ein rohrförmiges Distanzteil (4) drehbar, jedoch unverlierbar, angeordnet ist.

Description

Verschraubungskopf
I. Anwendungsgebiet
10 Die Erfindung betrifft einen Verschraubungskopf, also die Mutter oder die Schraube, insbesondere den Schraubenkopf einer Schraubverbind ng
II. Technischer Hintergrund l
Bei manchen Verschraubungen liegen die Muttern bzw der Schraubenkopf nicht direkt an den miteinander zu verbindenden Bauteilen an sondern es sind bewußt Distanzteile dazwischen angeordnet, was aus unterschiedlichen Gründen geschehen kann
20
Dies kann der Fall sein, um die Verschraubung auf der einen Seite nicht zu weit vorstehen zu lassen, dies kann geschehen da die Verschraubung an einer tiefliegenden Stelle und damit schwer zugänglich angeordnet werden soll, der Verschraubungskopf jedoch gut zugänglich sein soll, der Verschraubungskopf 2=ι jedoch gut zugänglich sein soll, und dies kann nicht zuletzt auch deswegen geschehen, um das Distanzteil beispielsweise zum Aufbringen einer Vorspannkraft, basierend auf den elastischen Eigenschaften des Distanzteiles, zu benutzen
ιo Ein weiterer Anwendungsfall solcher Distanzteile sind sogenannte Zuganker, also Verschraubungen, bei denen die Elastizität des Schraubenschaftes in Längsrichtung zum Aufbringen einer Vorspannkraft auf die Bauteile benutzt 7
werden Wenn die Bauteile jedoch nur eine geringe axiale Erstreckung der Verschraubung erfordern wurden, wird mittels eines Distanzstuckes der Schraubenschaft so lang gewählt daß dessen Vorspannung, die mit der Lange wachst, ausreichend ist
Bei derartigen Distanzhulsen, durch welche sich der Schraubenschaft hindurcherstrecken muß ist es grundsätzlich nachteilig, daß die Distanzhulse ein separates Bauteil darstellt, vor allem wenn bei Montage von Seπenteilen die Montage möglichst schnell und einfach vonstatten gehen soll
III. Darstellung der Erfindung
a) Technische Aufgabe ι=ι
Es besteht daher die Aufgabe, eine Verschraubung unter Mitverwendung einer Distanzhulse möglichst einfach durchfuhren zu können
20 b) Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird durch den Verschraubungskopf gemäß Anspruch 1 gelost Vorteilhafte Ausfuhrungsformen ergeben sich aus den Unteranspruchen
2=ι Dadurch, daß die Distanzhulse zwar drehbar aber dennoch unverlierbar also in Axialrichtung im wesentlichen fest, an dem Verschraubungskopf (Mutter oder Schraubenkopf) angeordnet ist, ist eine gemeinsame Handhabung möglich Es ist also wie bei Anbringen einer normalen Verschraubung möglich, den Verschraubungskopf mit der einen Hand zu halten und mit der anderen Hand ein
"W) Werkzeug anzusetzen, das Gegenstuck der Verschraubung einzufuhren etc Die unverlierbare Anordnung des Distanzteiis am Verschraubungskopf hat jedoch noch weitere Vorteile, da auch die Fluchtung der Distanzhulse zum Verschraubungskopf vorgegeben werden kann
s In der Regel wird die Distanzhulse mit der Langsachse des Verschraubungskopfes fluchten Dies fuhrt dazu daß z B bei einer an einer Mutter entsprechend angeordneten Distanzhulse die Schraube lediglich in die freie stirnseitige Öffnung der Distanzhulse eingeführt werden muß und von dort beim Weiterschieben automatisch zum Gewinde der Mutter hingeführt wird, ιo sofern beim Übergang zwischen Distanzteil und Mutter die Durchgangsoffnungen fluchten und die Durchgangsoffnung der Distanzhulse nicht wesentlich großer ist als die der Mutter
Dies kann beispielsweise dazu benutzt werden die Durchgangsoffnung der M Distanzhulse konisch auszubilden mit Verjüngung zur tragenden Mutter hin, so daß ein leichtes Einfuhren der Schraube in die weite Öffnung des Distanzteiles möglich ist und automatisch ein Hinfuhren zum Gewinde der Mutter erfolgt
Ebenso kann das Distanzteil zum Vergrößern der stirnseitigen Anlageflache 20 gegenüber dem Bauteil dienen und damit der rechtwinkligen Positionierung der Verschraubung zum Bauteil
Weiterhin bietet die frei drehbare Verbindung zwischen Distanzhulse und Verschraubungskopf den Vorteil, daß beim Festziehen der Verschraubung die 2 Distanzhulse nicht mitdrehen muß und damit die Oberflache des Bauteiles z B der dort aufgebrachte Lack, nicht beschädigt wird
Weiterhin kann die Distanzhulse in axialer Richtung und/oder auch in radialer
Richtung aufgrund des verwendeten Materials z B Kunststoff so elastisch sein, ιo daß die Elastizität der Distanzhulse ausreicht, um eine ausreichende
Vorspannung der Verschraubung sicherzustellen und damit auch bei dynamischer Belastung ein unbeabsichtigtes Losen der Verschraubung zu vermeiden
=; c) Ausführungsbeispiele
Eine Ausfuhrungsform gemäß der Erfindung ist im folgenden anhand der Figuren beispielhaft naher beschrieben Es zeigen
0 Fig 1 eine teilgeschnittene Seitenansicht des erfindungsgemaßen
Verschraubungskopfes
Fig 2 und 3 Anwendungsbeispiele für diese Verschraubung,
ι =ι Fig 4 eine teilgeschnittene Seitenansicht mit einer konischen
Distanzhulse, und
Fig 5 eine an einem Schraubenkopf angeordnete Distanzhulse
20 Fig 1 zeigt eine Mutter 1 , die gemäß der Erfindung mit einem Distanzteil 4 verbunden ist
Die Mutter 1 weist einen üblichen Sechskantkopf auf sowie einen demgegenüber von der Grundflache her größeren stirnseitigen Flansch 15 zur Anlage an einem 2=; angrenzenden Teil An dieser Stirnseite ist das hulsenformige Distanzteil 4 angeordnet, welches eine Durchgangsoffnung 12 aufweist welche in Fig 1 mit der Durchgangsoffnung 11 der Mutter, die ein Innengewinde 14 aufweist fluchtet, jedoch großer als diese ausgebildet ist
IO Das Distanzteil 4 kann vom Innenquerschnitt ebenso wie vom äußeren Querschnitt rund oder vieleckig ausgebildet sein Die unverlierbare, jedoch drehfeste Verbindung zwischen der Mutter 1 und dem Distanzteil 4 geschieht über eine ringförmige formschlussige Verbindung
Zu diesem Zweck weist an der gegen das Distanzteil 4 weisenden Stirnflache die =; Mutter 1 eine axial vorstehende und schräg radial nach außen stehende Nase 6 auf, die vorzugsweise ringförmig umlauft und dadurch einen nach radial schräg außen weisenden, ringförmigen Hinterschnitt 7 bildet
In diesen Hinterschnitt 7 greift radial von schräg außen her eine entsprechende IO Nase 8 des Distanzteiles 4 ein, welche radial nach innen vorsteht, so daß das Distanzteil 4 in dem ringförmigen Hinterschnitt 7 der Mutter I drehbar ist von der Mutter 1 jedoch nicht axial abgezogen werden kann
Vorzugsweise entsteht die formschlussige Verbindung dadurch daß die M ringförmig schräg nach außen ragende Nase 6 der meist aus Metall bestehenden Mutter 1 erst nach dem Ansetzen des Distanzteiles von einer axialen Erstreckung aus nach außen umgebordeit wird mittels eines Roll- oder Stauchvorganges
Eine derartige formschlussige, ringförmige Verbindung bedeutet nicht unbedingt, 20 daß die entsprechenden Nasen 6 bzw 8 durchgangig ringförmig umlaufen Auch Unterbrechungen entlang des Umfanges sind möglich müssen jedoch so dimensioniert sein, daß in keiner Position eine Trennung von Mutter 1 und Distanzteil 4 möglich ist
2=ι Die entsprechende formschlussige Verbindung kann statt am Innenumfang der entsprechenden Stirnflache auch am Außenumfang angeordnet sein
In Fig 1 besitzt das hulsenformige Distanzteil 4 eine über die gesamte Axialerstreckung im wesentlichen gleichbleibende Wandstarke sowie - bis auf die io Verbindungsstelle zur Mutter 1 - gleichbleibend im Innen- und Außenquerschnitt, der vorzugsweise ein runder Querschnitt ist Der in Fig 1 dargestellte Verschraubungskopf, bestehend aus einer Mutter 1 und daran befestigtem Distanzteil 4, ist in den Figuren 2 und 3 in der Anwendung dargestellt
Die mit einem solchen Verschraubungskopf hergestellte Schraubverbindung kann beispielsweise an einer schwer zugänglichen Stelle, gemäß Fig 2 beispielsweise hinter einer eng abschottenden Wand 16, angeordnet werden
Um die erfindungsgemaße Mutter 1 vor diese abschottende Wand 16 zu bringen, wird die Mutter 1 mit dem Distanzteil 4 auf die Verschraubungsstelle 17 aufgesetzt, so daß mit einem Werkzeug etc die Mutter 1 nunmehr vor der abschottenden Wand 16 liegt, und damit gut zugänglich ist Ohne das Distanzteil wäre die Montage der Verschraubung kaum möglich
Fig 3 zeigt auch ohne die abschottende Wand 16 den Vorteil, an schwer zugänglichen Verschraubungsstellen 17 beispielsweise in einer Vertiefung 18, die Verschraubung leicht herstellen zu können indem mittels des Distanzteiles 4 der Verschraubungskopf 1 außerhalb dieser Vertiefung 18 egt und jederzeit gut zugänglich und einsehbar bleibt
Bei einem entsprechend elastischen Distanzteil 4 wird aufgrund der dann gegebenen langen axialen Erstreckung des Schraubenschaftes 13 auch eine ausreichende Vorspannkraft auf diese Verschraubung ausgeübt
Gegenüber der Losung in Fig 1 mit einem im wesentlichen zylindrischen, rohrformigen Distanzteil 4 zeigt Fig 4 ein konisches Distanzteil 4 wahrend die Mutter 1 einschließlich der Verbindung zwischen Mutter 1 und Distanzteil 4 derjenigen in Fig 1 entspricht
Das Distanzteil 4 ist einerseits außen konisch erweitert, mit der schmälsten Stelle an der Mutter 1 , und auch die Durchgangsoffnung 12 erweitert sich analog, so daß eine gleichbleibende Wandstarke gegeben ist In beiden Fallen ist der kleinere Durchmesser auf der Seite der Mutter 1 gegeben, wobei der Außendurchmesser an der Mutter in etwa den Durchmesser des Flansches 15 der Mutter 1 entspricht
Durch die Konizitat des Außenumfangs des Distanzteils 4 wird die Anlageflache bzw der anliegende Durchmesser gegenüber dem zu verschraubenden Bauteil, welches in Fig 4 nicht dargestellt ist vergrößert Dadurch wird die Abstutzung besser und bei unebener Oberflache des zu verschraubenden Bauteiles wird das ungunstige Schragstehen, und nicht rechtwinklige Anordnen der Verschraubung vermindert bzw ganz vermieden
Durch die konische Gestaltung des Innenumfanges des Distanzteiles wird ein Hinfuhren quasi ein Zentrieren der Schraube beim Anbringen der Verschraubung zur Mutter 1 und zu deren Innengewinde 14 hm erreicht ohne dieses Innengewinde mit dem freien Ende der Schraube "ertasten" zu müssen
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft wie in Fig 4 dargestellt den Innenumfang 12 so zu wählen, daß an dem der Mutter 1 zugewandten stirnseitigen Ende der Innendurchmesser 12 nur unwesentlich großer ist als der innenumfang des Innengewindes 14 der Mutter 1 und damit eine einmal in das Distanzteil 4 eingeführte Schraube unweigerlich in das Innengewinde 14 der Mutter 1 hineingeführt wird
In Fig 5 ist das Distanzteil 4 statt an einer Mutter 1 als Verschraubungskopf am Schraubenkopf 2 einer Schraube angeordnet Ansonsten ist die Gestaltung und auch die Verbindung zum Schraubenkopf 2 die gleiche wie in Fig 1 gegenüber der Mutter 1 Der Schraubenschaft 13 muß in Relation zum Distanzteil 4 eine um soviel größere axiale Erstreckung aufweisen daß die gewünschten Bauteile unter Berücksichtigung deren Dicke miteinander verschraubt werden können

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1 Verschraubungskopf (Mutter (1 ) oder Schraubenkopf (2)), dadurch gekennzeichnet, daß sich an der verschraubungsseitigen Stirnflache (3) ein rohrformiges Distanzteil (4) drehbar, jedoch unverlierbar, angeordnet ist
2 Verschraubungskopf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung des Distanzteiles (4) großer ist als die axiale Erstreckung des Verschraubungskopfes (Mutter (1) oder Schraubenkopf (2))
3 Verschraubungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Erstreckung des Distanzteiles (4) mindestens das Dreifache der axialen Erstreckung des Verschraubungskopfes betragt
4 Verschraubungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzteil (4) in Längsrichtung (10) elastisch ausgebildet ist
5 Verschraubungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzteil (4) in Längsrichtung (10) wesentlich bzw ausschließlich in der Längsrichtung (10) elastisch ausgebildet ist
6 Verschraubungskopf nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzteil (4) aus Kunststoff besteht
7 Verschraubungskopf nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet daß die bauteilseitige Stirnflache (5) des Distanzteiles (4) großer ist als die verschraubungsseitige Stirnflache des Distanzteiles (4)
8 Verschraubungskopf nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet daß die bauteilseitige Stirnflache (5) des Distanzteiles (4) kleiner ist als die verschraubungsseitige Stirnflache des Distanzteiles (4)
9 Verschraubungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet daß das Distanzteil (4) mit dem Verschraubungskopf durch einen ringförmig umlaufenden Hinterschnitt drehbar, jedoch unverlierbar verbunden ist
10 Verschraubungskopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterschnitt (9) spielbehaftet ist
11 Verschraubungskopf nach Anspruch 9 oder 10 dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterschnitt (9) durch Rollen des Verschraubungskopfes nach dem Ansetzen des Distanzteiles (4) hergestellt wird
12 Verschraubungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsoffnung (12) des Distanzteiles (4) mit der Durchgangsoffnung (11) der den Verschraubungskopf bildenden Mutter (1 ) fluchtet
13 Verschraubungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsoffnung (12) des Distanzteiles (4) größer ist als die Durchgangsoffnung (11) der den Verschraubungskopf bildenden Mutter (1) bzw. der Schraubenschaft (13) einer das Distanzteil (4) tragenden Schraube.
14. Verschraubungskopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsoffnung (12) des Distanzteiles (4) konisch ausgebildet ist und zu dem Verschraubungskopf (11 ) hin enger wird.
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