Rippenprofil für selbstsichernde Schraubverbindungen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rippenprofil für selbst sichernde Schraub- Verbindungen mit radial verlaufenden Rippen, die an ihren dem Werkstück zugewandten Kämmen abgerundet ausgebildet sind und schräg verlaufende Flanken aufweisen.

Der hierzu nächstgelegene Stand der Technik ergibt sich aus der DE 25 56 985 C2. Dort werden erstmals Rippenprofile zur Selbstsicherung von Schraubverbindungen offenbart, bei denen die Rippen an ihren dem Werkstück zugewandten Kämmen abgerundet ausgebildet sind. Die Kämme sind dort beabstandet ausgebildet, das heißt jeder Kamm erhebt sich einzeln aus der dem Werkstück zugewandten Stirnfläche des Befestigungselementes, wobei zwischen den Kämmen Abschnitte der Stirnfläche unverändert bleiben.

Entsprechende sägezahnförmige Rippen sind bereits aus der DE 2 306 087 bekannt. Diese sind jedoch dort nicht abgerundet, sondern abgeflacht ausgebildet und verlaufen auch nicht radial.

ähnliche sägezahnförmige Rippen, die jedoch ebenfalls an ihren Kämmen nicht abgerundet ausgebildet sind, sind aus der DE 2 308 557 und der FR 39 290 bekannt. Darüber hinaus verlaufen die Rippen der FR 39 290 ebenfalls nicht radial.

Die radial verlaufenden Rippen mit den an ihrem dem Werkstück zugewandten Kämmen abgerundeter Ausbildung gemäß der DE 25 56 985 C2 haben sich in der Praxis sehr bewährt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Herstellung dieser Rippen des öfteren zu Schwierigkeiten führt. Die zur Herstellung der Rippen gemäß

dem Stand der Technik erforderliche derzeitige Werkzeug-Produktgeometrie ist nämlich nur mit hohen Umformkräften auszuformen und führt oft zu mangelhafter Ausbildung des Rippenprofils, wobei speziell die Abrundung an den dem Werkstück zugewandten Kämmen nicht voll ausgeformt wird.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rippenprofil zu schaffen, welches wesentlich einfacher und mit geringeren Umformkräften herzustellen ist und bei dem eine vollkommene Ausbildung des Profils auch bei geringen Umformkräften sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die benachbarten Flanken benachbarter Rippen nahezu rechtwinklig aufeinander treffen. Erfindungsgemäß fällt also der bisher übliche Abstand zwischen den Rippen vollständig weg. Dadurch kann auch eine größere Anzahl von Rippen untergebracht wer- den, wodurch sich eine günstigere Kraftverteilung ergibt.

Ein weiterer Nachteil des Standes der Technik gemäß der DE 25 56 985 C2 liegt darin, dass durch die am Flansch nach außen offene Profilgeometrie die Möglichkeit von Korrosionsbildung an den Rippen und am Unterkopfradius besteht, da hier durch Kapillarkräfte Flüssigkeiten, wie beispielsweise Schmutz- oder Salzwasser eingesaugt werden können. Besonders bevorzugt ist es daher, dass die Rippen am Außenrand in einen rund umlaufenden Ring übergehen, der ebenfalls mit einem auf das Werkstück hin abgerundeten Querschnitt versehen ist.

Besonders günstige Anzugsdrehmomente ergeben sich schließlich, wenn die Rippen dergestalt sägezahnförmig ausgebildet sind, dass die in Eindrehrichtung der Schraube oder Mutter verlaufende Flanke mit einem Winkel von etwa 30° ansteigt, während die entgegen der Einschraubrichtung der Schraube oder Mutter verlaufende Flanke mit einem Winkel von etwa 60° ansteigt.

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Schraube mit Außensechsrund-Kraftangriff von der Seite, teilweise entlang ihrer Achse geschnitten;

Fig. 2 das Detail A-B der Figur 1 , welches den Verlauf der Rippengeometrie be- sonders deutlich zeigt;

Fig. 3 die Schraube der Figur 1 vom Gewindeschaft her gesehen; und

Fig. 4 eine weitere erfindungsgemäße Schraube mit einem Außensechskant- Kraftangriff von der Seite teilweise entlang der Achse geschnitten.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schraube 10 mit einem hexalobulären Kraftangriff 12, einem Flansch 14 und einem Schaft 16, der mit einem Außengewinde versehen ist, von der Seite, teilweise entlang ihrer Achse geschnitten. Die dem Schaft 16 zugewandte Stirnfläche des Flansches 14, die beim Einschrauben der Schraube mit dem jeweiligen Werkstück in Anlage kommt, ist mit radial verlaufenden Rippen 18 versehen. Die genaue Form der Rippen 18 ergibt sich aus der Detaildarstellung der Figur 2, die den Schnitt A-B der Figur 1 darstellt. Am äußeren Rand der Stirnfläche des Flansches 14 gehen die Rippen 18 in einen rund umlau- fenden Ring 20 über, der, wie dargestellt, einen abgerundeten Querschnitt aufweist.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Rippen 18 soll im Folgenden anhand der Detaildarstellung der Figur 2 näher erläutert werden. Dort sind die Rippen 18 in Schnittdarstellung gezeigt, im Hintergrund ist der rund umlaufende Ring 20 erkennbar. Der Pfeil 22 bezeichnet die Bewegungsrichtung des Flansches 14 gegenüber einem Werkstück, wenn die Schraube 10 eingeschraubt wird.

Erfindungsgemäß sind die Rippen 18 an ihrer beim Einschrauben einem Werk- stück zugewandten Kämmen 24 abgerundet ausgebildet. Auf beiden Seiten der Abrundung weisen die Rippen 18 schräg verlaufende Flanken 26, 28 auf. Erfindungsgemäß treffen die Flanken 26, 28 jeweils benachbarter Rippen 18 zwischen den Rippen mit einem nahezu rechten Winkel direkt aufeinander. Besonders be-

vorzugt ist es dabei, wenn die in Eindrehrichtung 22 der Schraube 10 verlaufende Flanke 26 mit einem Winkel von etwa 30° ansteigt, während die entgegen der Einschraubrichtung 22 der Schraube 10 verlaufende Flanke 28 mit einem Winkel von etwa 60° ansteigt. Hierdurch ergibt sich eine im Wesentlichen sägezahnartige Struktur.

Figur 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Schraube mit einem Kopf 112, der hier als Außensechskant ausgebildet ist, von der Seite teilweise entlang ihrer Achse geschnitten. Auch bei dieser Schraube 110 schließt sich an den Kopf 112 ein Flansch 114 an, und aus diesem erwächst ein Schaft 116. Auch hier ist die Stirnfläche des Flansches 114, die im eingeschraubten Zustand mit dem Werkstück in Anlage kommt, mit radial verlaufenden Rippen 118 versehen, die ähnlich den Rippen 18 in Figur 2 ausgebildet sind. Auch hier gehen die Rippen 118 im äußeren Rand der Stirnfläche in einen rund umlaufenden Ring 120 über.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Rippen 18; 118, wie sie in Figur 2 dargestellt sind, ergibt sich eine änderung der Geometrie der für die Herstellung der Rippen 18; 118 erforderlichen Werkzeuge. Hierdurch ergibt sich bei der Herstellung der Rippen 18; 118 ein deutlich verbesserter Materialfluss, eine geringere Umformkraft und eine bessere Ausformung des Funktionsradius 24. Da erfindungsgemäß die Rippen 18; 118 näher benachbart sind, stehen auch mehr Rippen 18; 118 zur übertragung der Kräfte zur Verfügung. Daher sind erfindungsgemäß niedrigere Anziehdrehmomente bei gleicher Vorspannkraft und eine geringere Beschädigung der Gegenlage des Werkstücks insbesondere bei Werkstücken aus weichen Werkstoffen zu erwarten.

Erfindungsgemäß ist auch der außen umlaufende Ring 20; 120 vorgesehen, der beim Einschrauben der Schraube 10; 110 mit der jeweiligen Gegenlage des Werkstücks in Eingriff kommt. Dieser rund umlaufende Ring 20; 120 wirkt daher wie ein Dichtring zur Verhinderung des Eindringens korrosionsfördernder Medien, wie zum Beispiel Wasser, Salze oder Reinigungsmittel. Diese werden sonst durch die Kapillarwirkung der auch im verschraubten Zustand verbleibenden Freiräume zwischen den Rippen 18; 118 angesaugt.